WO2023120501A1 - 車両用電源装置及びドアラッチ装置 - Google Patents

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WO2023120501A1
WO2023120501A1 PCT/JP2022/046784 JP2022046784W WO2023120501A1 WO 2023120501 A1 WO2023120501 A1 WO 2023120501A1 JP 2022046784 W JP2022046784 W JP 2022046784W WO 2023120501 A1 WO2023120501 A1 WO 2023120501A1
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WO
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voltage
resistor
power supply
circuit
battery
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PCT/JP2022/046784
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English (en)
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Inventor
政一 中東
祐輔 高田
Original Assignee
ミネベアミツミ株式会社
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60JWINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00Doors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05BLOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54Electrical circuits
    • E05B81/80Electrical circuits characterised by the power supply; Emergency power operation
    • E05B81/82Electrical circuits characterised by the power supply; Emergency power operation using batteries other than the vehicle main battery

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle power supply device and a door latch device.
  • Cited Document 1 discloses a vehicle door lock system that locks and unlocks vehicle doors by operating a door lock motor with electric power supplied from a battery provided on the vehicle body side.
  • a backup power supply that is charged with power from the battery is provided in the vehicle door, and when the power supply from the battery to the door lock motor is interrupted, power is supplied from the backup power supply to the door lock motor. configured to operate.
  • a power supply device capable of supplying power from a backup power source to a motor, such as the vehicle door lock system of Patent Document 1
  • the motor is always operating when the power supply from the battery to the motor is not interrupted, i.e., in a normal state. Operates on battery power. However, the voltage of the battery may fluctuate greatly from its rated voltage, and the motor may not operate stably.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle power supply device that can stably operate a motor even when the voltage of the battery fluctuates greatly.
  • One aspect of the present invention is a backup power supply powered by an in-vehicle battery; a boosting unit that boosts the voltage of the backup power supply to a boosted voltage; a motor driving unit connected to the battery and the boosting unit and capable of driving an electric motor by being supplied with electric power from the higher voltage unit; and a control unit that controls the operation of the boosting unit, The control unit controls the boost unit to boost the voltage of the backup power supply to a voltage higher than the rated voltage of the battery when it is determined that a predetermined boost condition is satisfied.
  • the voltage of the backup power supply is boosted to a voltage higher than the rated voltage of the battery when the predetermined boost condition is satisfied, so that power is supplied from the backup power supply to the electric motor.
  • the electric motor can be stably operated by the electric power from the backup power supply without being affected by the fluctuation.
  • the motor can be stably operated even when the voltage of the battery fluctuates greatly.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a vehicle power supply device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a vehicle power supply device according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a vehicle power supply device according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a vehicle power supply device according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a vehicle power supply device 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • a vehicle power supply device 1 is a device for supplying electric power to an electric motor 2 that locks and unlocks a door latch device 10 provided on a vehicle door (not shown).
  • the door latch device 10 includes a fork 12 rotatable between a latch position where the striker 11 on the vehicle body side is engaged and an open position where the engagement is released, and a locking position where the fork 12 is held at the latch position. and a claw 13 rotatable between an unlocked position for unlocking. Further, the vehicle door is provided with a door lock switch 14 for a user to operate the locking operation and the unlocking operation of the door latch device 10 . By operating the door lock switch 14, the claw 13 is rotated via the electric motor 2 to lock or unlock the vehicle door.
  • the vehicle power supply device 1 has a battery 3 provided in the vehicle body.
  • the vehicle power supply device 1 also includes a motor drive unit 7 capable of driving the electric motor 2 and a control unit 8 for controlling the operation of the vehicle power supply device 1 inside the vehicle door.
  • the battery 3 has a rated voltage of DC 12V.
  • the battery 3 stores electric power necessary for the operation of the vehicle, and supplies electric power to on-vehicle equipment such as the prime mover and electrical components as necessary. It is charged by a driven generator (not shown) or regenerative braking (not shown).
  • the battery 3 has an output terminal 3a from which stored electric power is output, and a ground terminal 3b that is grounded.
  • the motor drive unit 7 includes an input terminal 7a to which electric power is supplied, an output terminal 7b to supply electric power to the electric motor 2, a control terminal 7c to which a control signal from the control unit 8 is input, and a grounded ground terminal. 7d.
  • the control terminal 7c is connected to the control section 8 via the first control signal line 41 .
  • the motor drive unit 7 supplies electric power to the electric motor 2 so as to rotate the electric motor 2 forward or backward based on the control signal input to the control terminal 7c.
  • the output terminal 3a of the battery 3 and the input terminal 7a of the motor driving section 7 are connected by two systems including a first power supply line 31 and a second power supply line 32 connected in parallel.
  • the first power supply line 31 connects the output terminal 3a of the battery 3 and the input terminal 7a of the motor driving section 7 via a diode 37 for preventing backflow, and the voltage output from the battery 3 is supplied to the motor driving section. 7.
  • the first relay 9, the backup power supply 6, and the booster 20 are provided in order from the output terminal 3a side, and the power output from the backup power supply 6 is boosted by the booster 20.
  • the boosted voltage Vb thus obtained is supplied to the motor driving section 7 . That is, to the motor driving section 7, the output voltage of the battery 3 supplied via the first power supply line 31 and the boosted voltage Vb supplied from the boosting section 20 via the second power supply line 32 , the higher voltage is supplied.
  • the boosting unit 20 has a boosting circuit 26 that boosts the voltage of the backup power supply 6 to the boosted voltage Vb, and a voltage dividing circuit 50 that divides the boosted voltage Vb.
  • the booster circuit 26 has a coil 21 and a diode 22 provided on the second power supply line 32 in series from the battery 3 side.
  • the backup power supply 6 is interposed between the first relay 9 and the coil 21 on the second power supply line 32 .
  • the backup power supply 6 has one end 6a connected to the second power supply line 32 and the other end 6b grounded.
  • the backup power supply 6 is a capacitor in this embodiment, and is charged with a voltage of about DC3V to DC5V.
  • the first relay 9 is connected to the control section 8 via the second control signal line 42 .
  • the first relay 9 is normally open and becomes conductive when a control signal is input from the control section 8 .
  • the backup power supply 6 conducts with the battery 3 and stores the electric power supplied from the battery 3 .
  • a field effect transistor 23 is interposed between the coil 21 and the diode 22 on the second power supply line 32 .
  • the field effect transistor 23 has a source 23a, a drain 23b and a gate 23c. Source 23a is grounded.
  • the drain 23 b is connected to the second power supply line 32 .
  • An output terminal 24a of the booster IC 24 is connected to the gate 23c.
  • the booster IC 24 has a feedback terminal 24b and a control terminal 24c in addition to the output terminal 24a.
  • a voltage obtained by dividing the boosted voltage Vb by the voltage dividing circuit 50 is input to the feedback terminal 24b as the feedback voltage Vf.
  • the control terminal 24c is connected to the control section 8 via the third control signal line 43. As shown in FIG.
  • the booster IC 24 outputs a control signal from the output terminal 24a to the gate 23c based on the control signal from the control section 8.
  • the field effect transistor 23 receives a control signal input to the gate 23c and is turned on to supply current from the backup power supply 6 to the coil 21 by conducting between the source 23a and the drain 23b. to store electrical energy in the coil 21 as magnetic energy.
  • the booster IC 24 turns off the field effect transistor 23 to release the conduction between the source 23a and the drain 23b and release the magnetic energy accumulated in the coil 21 as electrical energy.
  • the boost IC 24 boosts the voltage from the backup power supply 6 until the feedback voltage Vf reaches a predetermined target voltage V0. As a result, the voltage output from the backup power supply 6 is output as the boosted voltage Vb.
  • a capacitor 25 is interposed on the second power supply line 32 on the side of the motor drive unit 7 with respect to the diode 22 .
  • the capacitor 25 has one end 25a connected to the second power supply line 32 and the other end 25b grounded. Since the diode 22 and the capacitor 25 are located on the motor drive unit 7 side with respect to the field effect transistor 23 , the voltage fluctuation of the boosted voltage Vb is suppressed by the diode 22 and the capacitor 25 .
  • the coil 21, the diode 22, the field effect transistor 23, the booster IC 24, and the capacitor 25 constitute the booster circuit 26 that boosts the voltage output from the backup power supply 6 to the boosted voltage Vb.
  • the voltage dividing circuit 50 is interposed on the motor driving section 7 side with respect to the capacitor 25 on the second power supply line 32 .
  • the voltage dividing circuit 50 has a first resistor 51, a second resistor 52, a third resistor 53, and a second relay 54 (switching element).
  • the first resistor 51 has one end 51 a connected to the output terminal 26 b of the boost circuit 26 and the other end 51 b connected to the feedback terminal 24 b of the boost IC 24 .
  • the second resistor 52 has one end 52a connected to the other end 51b of the first resistor 51 and the other end 52b grounded.
  • the third resistor 53 and the second relay 54 are connected in series to form a switching circuit 55 .
  • the switching circuit 55 is connected in parallel with the second resistor 52 .
  • the second relay 54 is located closer to the second power supply line 32 than the third resistor 53 is.
  • the switching circuit 55 has one end 55 a connected to the other end 51 b of the first resistor 51 and the other end 55 b connected to the other end 52 b of the second resistor 52 .
  • the second relay 54 is connected to the controller 8 via the fourth control signal line 44 .
  • the second relay 54 is normally closed, and becomes open when a control signal is input from the control section 8 .
  • the voltage dividing circuit 50 when the second relay 54 is closed, the first resistor 51 and the combined resistor 50Z consisting of the second resistor 52 and the third resistor 53 are connected in series. On the other hand, when the second relay 54 is open, the first resistor 51 and the second resistor 52 are connected in series.
  • the combined resistance 50Z has a resistance value smaller than that of the second resistance 52 .
  • the voltage dividing ratio indicating the ratio of the resistance value of the first resistor 51 to the total resistance value of the voltage dividing circuit 50 is adjusted, and the voltage at the other end 51b is adjusted.
  • the second resistor 52, the third resistor 53, and the second relay 54 constitute a voltage division change circuit 56.
  • the booster IC 24 adjusts the boosted voltage Vb so that the feedback voltage Vf input from the feedback terminal 24b has a predetermined value. is closed, the first boosted voltage Vb1 is higher than the second boosted voltage Vb2 when the second relay 54 is open.
  • the first resistor 51, the second resistor 52, and the third resistor 53 cause the first boosted voltage Vb1 to be higher than the rated voltage of the battery 3, 12V, and the second boosted voltage Vb2 to be equal to or higher than the minimum voltage at which the electric motor 2 operates. and is set to be lower than the rated voltage of the battery 3 .
  • the operating voltage of the electric motor 2 is DC9V or more and DC16V or less.
  • the resistance value R1 of the first resistor 51 is 142 k ⁇
  • the resistance value R2 of the second resistor 52 is 22 k ⁇
  • the resistance value R2 of the second resistor 52 is 22 k ⁇ so that the first boosted voltage Vb1 is DC 14V and the second boosted voltage Vb2 is DC 9.5V.
  • the resistance value R3 of the third resistor 53 is set to 40 k ⁇
  • the target voltage V0 of the feedback voltage Vf is set to DC1.274V.
  • the resistance value R0 of the combined resistor 50Z consisting of the second resistor 52 and the third resistor 53 is calculated by the following formula (1) and is approximately 14.2 k ⁇ . Become. Therefore, the voltage division ratio of the first resistor 51 and combined resistor 50Z is 142:14.2, and the first boosted voltage Vb1 when the feedback voltage Vf becomes the target voltage V0 is calculated to be approximately 14 V from the following equation (2). be done.
  • the voltage division ratio between the first resistor 51 and the second resistor 52 is 142:22, and the second boosted voltage Vb2 when the feedback voltage Vf becomes the target voltage V0 is as follows. It is calculated to be approximately 9.5 V from the equation (3).
  • the booster IC 24 controls the field effect transistor 23 so that the feedback voltage Vf becomes the target voltage V0.
  • the voltage can be increased by switching to the first boost voltage Vb1 or the second boost voltage Vb2.
  • a third power supply line 33 and a fourth power supply line 34 to which the voltage of the battery 3 is supplied are connected to the control unit 8 .
  • the third power supply line 33 supplies power for operation from the battery 3 to the controller 8, and one end 33a is connected to the battery 3 side of the first relay 9 on the second power supply line 32. , and the other end 33 b is connected to the control unit 8 .
  • a regulator 5 is interposed in the third power supply line 33 , and the power from the battery 3 is stepped down to 5V and supplied to the control section 8 .
  • the fourth power supply line 34 has one end 34a connected to the regulator 5 on the third power supply line 33 on the battery 3 side, and the other end 34b connected to the controller 8 . Based on the voltage of the battery 3 supplied via the fourth power supply line 34, the control unit 8 determines whether the battery 3 is normal, for example, the battery 3 is not dead.
  • a collision signal output from the ECU 4 provided on the vehicle body is also input to the control unit 8 .
  • the ECU 4 determines whether the vehicle is in a collision state based on input signals from the acceleration sensor 16 and the millimeter wave radar 17, and determines that the vehicle is in a collision state or is expected to reach a collision state.
  • a collision signal is output to the control part 8 when it does.
  • the control unit 8 determines whether or not the vehicle is in a collision state based on the presence or absence of a collision signal from the ECU 4 .
  • control unit 8 determines that the battery 3 is normal and the vehicle is not in a collision state, it determines that a predetermined boost condition has been established. In other words, when it is not determined that at least one of the battery 3 is normal and the vehicle is not in a collision state, the control unit 8 determines that the predetermined boost condition is not satisfied.
  • a control signal output from the door lock switch 14 is input to the control unit 8 . Based on the control signal from the door lock switch 14, the controller 8 determines whether the door lock switch 14 has been operated.
  • the first to fourth control signal lines 41 to 44 are connected to the control section 8 .
  • the control unit 8 outputs control signals to the motor driving unit 7, the first relay 9, the boost IC 24, and the second relay 54 via the first to fourth control signal lines 41-44.
  • the control unit 8 is composed of a well-known computer equipped with a memory, a storage device, and an arithmetic processing unit (CPU), and software implemented in the computer.
  • the control unit 8 includes a boost condition determination unit 81 , a first relay control unit 82 , a door lock switch operation determination unit 83 , a second relay control unit 84 , a boost IC control unit 85 , and a motor drive control unit 86 . have.
  • the boost condition determination unit 81 determines whether the battery 3 is normal based on the voltage of the battery 3 supplied from the fourth power supply line 34, and determines whether the vehicle is in a collision state based on the presence or absence of a collision signal from the ECU 4. It is determined that there is no A boost condition determination unit 81 determines whether or not both conditions that the battery 3 is normal and that the vehicle is not in a collision state, that is, a predetermined boost condition are satisfied.
  • the first relay control unit 82 appropriately charges the backup power supply 6 from the battery 3 by conducting the first relay 9 .
  • the door lock switch operation determination unit 83 determines whether or not the door lock switch 14 has been operated based on the signal from the door lock switch 14 .
  • the second relay control unit 84 inputs a control signal to the second relay 54 to open it when the boost condition determination unit 81 determines that the predetermined boost condition is not satisfied.
  • the boost IC control unit 85 controls the boost IC 24 based on the operation of the door lock switch 14 to boost the voltage of the power output from the backup power supply 6 to the boost voltage Vb.
  • the motor drive control unit 86 controls the motor drive unit 7 to rotate the electric motor 2 forward or backward.
  • control unit 8 causes the first relay control unit 82 to conduct the first relay 9 to supply power from the battery 3 to the backup power source 6 at a predetermined timing.
  • the backup power source 6 is appropriately charged in preparation for the locking or unlocking operation of the door latch device 10 .
  • the boost condition determination unit 81 determines whether a predetermined boost condition is satisfied. When it is determined that the predetermined boost condition is satisfied, the boost IC control unit 85 operates the boost IC 24 so that the feedback voltage Vf reaches the target voltage without controlling the second relay 54 by the second relay control unit 84. The voltage output from the backup power supply 6 is boosted to the first boosted voltage Vb1 so as to become V0.
  • the control unit 8 controls the motor drive unit 7 to operate the electric motor 2 with the first boosted voltage Vb1. Since fluctuations in the first boost voltage Vb1 are suppressed, the electric motor 2 can be stably operated.
  • the control unit 8 determines that the predetermined boost condition is not satisfied by the boost condition determination unit 81, The second relay 54 is controlled by the second relay control section 84 to be opened.
  • the boost IC control unit 85 operates the boost IC 24 to boost the voltage output from the backup power supply 6 to the second boost voltage Vb2 so that the feedback voltage Vf becomes the target voltage V0.
  • the control unit 8 controls the motor drive unit 7 to operate the electric motor 2 with the second boosted voltage Vb2. Since the variation of the second boost voltage Vb2 is suppressed, the electric motor 2 can be stably operated.
  • the vehicle power supply device 1 according to the embodiment described above exhibits the following effects.
  • control unit 8 determines that the predetermined boost condition is not satisfied, the control unit 8 controls the second relay 54 and the boost IC 24 to lower the voltage of the backup power supply 6 below the rated voltage of the battery 3 and the voltage of the electric motor 2 to the minimum operating voltage or higher.
  • the booster 20 includes a booster circuit 26 that boosts the voltage of the backup power supply 6 to the boosted voltage Vb, and a voltage divider circuit 50 that divides the boosted voltage Vb.
  • the boosted voltage is input as a feedback voltage Vf, and the boosted voltage Vb is adjusted so that the feedback voltage Vf becomes a predetermined target voltage V0, and the voltage dividing circuit 50 is configured to change the dividing ratio. It has a circuit 56 .
  • the feedback voltage Vf is adjusted by changing the voltage division ratio, and the boosted voltage Vb can be easily adjusted based on the feedback voltage Vf. That is, by providing the voltage dividing circuit 50 with the voltage dividing changing circuit 56, the boosted voltage Vb can be boosted to a voltage higher than the rated voltage of the battery 3 at low cost.
  • the voltage dividing circuit 50 includes a first resistor 51 having one end 51a connected to the output terminal 26b of the booster circuit 26 and the other end 51b connected to the feedback terminal 24b of the booster IC 24, and one end 52a connected to the first resistor. and a second resistor 52 connected to the other end 51b of 51 and having the other end 52b grounded.
  • the voltage division change circuit 56 includes a switching circuit 55 in which the third resistor 53 and the second relay 54 are connected in series. It is configured. The second relay 54 is closed by the control unit 8 when a predetermined boost condition is satisfied, and the first resistor 51, the second resistor 52 and the third resistor 53 are closed when the second relay 54 is closed. , the voltage division change circuit 56 is set so that the boosted voltage Vb is higher than the rated voltage of the battery 3 .
  • the first resistor 51, the second resistor 52, the third resistor 53, and the second relay 54 can configure the voltage dividing circuit 50 having the voltage dividing change circuit 56 at low cost. Also, the switching circuit 55 can easily change the voltage division ratio.
  • the control unit 8 is configured to receive a collision signal indicating that the vehicle has collided and a battery state signal capable of determining the state of the battery 3. has not received a collision signal, and the control unit 8 determines that the battery 3 is not in a failure state or in a cut-off state based on the battery state signal.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the vehicle power supply device 100 according to the second embodiment.
  • the vehicle power supply device 100 according to the second embodiment is configured in the same manner as the vehicle power supply device 1 according to the first embodiment, except that the voltage dividing circuit 150 has a different configuration. .
  • the same reference numerals are given to the same elements as in the vehicle power supply device 1 according to the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the voltage dividing circuit 150 is interposed on the motor driving section 7 side with respect to the capacitor 25 on the second power supply line 32 .
  • the voltage dividing circuit 150 has a first resistor 151, a second resistor 152, a third resistor 153, and a second relay 154 (switching element).
  • the first resistor 151 has one end 151 a connected to the output terminal 26 b of the boost circuit 26 and the other end 151 b connected to the feedback terminal 24 b of the boost IC 24 .
  • the second resistor 152 has one end 152a connected to the other end 151b of the first resistor 151, and the other end 152b grounded.
  • the third resistor 153 and the second relay 154 are connected in series to form a switching circuit 155 .
  • the switching circuit 155 is connected in parallel with the first resistor 151 .
  • the second relay 154 is located closer to the second power supply line 32 than the third resistor 153 is.
  • the switching circuit 155 has one end 155 a connected to one end 151 a of the first resistor 151 and the other end 155 b connected to the other end 151 b of the first resistor 151 .
  • the second relay 154 is connected to the controller 8 via the fourth control signal line 144 .
  • the second relay 154 is normally open, and is closed when a control signal is input from the control section 8 .
  • the first resistor 151 and the second resistor 152 are connected in series when the second relay 154 is open.
  • the combined resistance 150Z consisting of the first resistor 151 and the third resistor 153 and the second resistor 152 are connected in series.
  • the combined resistor 150Z has a resistance value smaller than that of the first resistor 151 .
  • the voltage dividing ratio indicating the ratio of the resistance value of the combined resistor 150Z to the total resistance value of the voltage dividing circuit 150 is adjusted, and the voltage at the other end 151b can be adjusted.
  • the first resistor 151, the third resistor 153, and the second relay 154 constitute a voltage division change circuit 156.
  • the voltage division ratio by the combined resistor 150Z becomes relatively large, so the voltage (feedback voltage Vf) at the other end 151b becomes relatively small.
  • the second relay 154 is switched closed, the voltage division ratio by the combined resistor 150Z becomes relatively small, so the voltage (feedback voltage Vf) at the other end 151b becomes relatively large.
  • the booster IC 24 adjusts the boosted voltage Vb so that the feedback voltage Vf input from the feedback terminal 24b has a predetermined value.
  • First boosted voltage Vb1 when open is higher than second boosted voltage Vb2 when second relay 154 is closed.
  • the first resistor 151, the second resistor 152, and the third resistor 153 cause the first boosted voltage Vb1 to be higher than the rated voltage of the battery 3, 12V, and the second boosted voltage Vb2 to be equal to or higher than the minimum voltage at which the electric motor 2 operates. and is set to be lower than the rated voltage of the battery 3 .
  • the operating voltage of the electric motor 2 is DC9V or more and DC16V or less.
  • the resistance value R21 of the first resistor 151 is 220 k ⁇
  • the resistance value R22 of the second resistor 152 is 22 k ⁇
  • the resistance value R22 of the second resistor 152 is 22 k ⁇ so that the first boosted voltage Vb1 is DC14V and the second boosted voltage Vb2 is DC9.5V.
  • the resistance value R23 of the third resistor 153 is set to 400 k ⁇
  • the target voltage V0 of the feedback voltage Vf is set to DC1.274V.
  • the voltage division ratio of the combined resistor 150Z and the second resistor 152 is 220:22, and the first boosted voltage Vb1 when the feedback voltage Vf becomes the target voltage V0 is It is calculated to be about 14V from the following formula (4).
  • the resistance value R20 of the combined resistor 150Z consisting of the first resistor and the third resistor is calculated by the following formula (5) and becomes approximately 142 k ⁇ . Therefore, the voltage division ratio of the combined resistor 150Z and the second resistor 152 is 142:22, and the second boosted voltage Vb2 when the feedback voltage Vf becomes the target voltage V0 is calculated to be about 9.5 V from the following equation (6). be done.
  • the booster IC 24 controls the field effect transistor 23 so that the feedback voltage Vf becomes the target voltage V0, thereby increasing the voltage output from the backup power supply 6 to the The voltage can be increased by switching to the first boost voltage Vb1 or the second boost voltage Vb2.
  • the voltage divider circuit 150 has one end 151a connected to the output terminal 26b of the booster circuit 26, the other end 151b connected to the feedback terminal 24b of the booster IC 24, and the first resistor 151 connected to the feedback terminal 24b of the booster IC 24. and a second resistor 152 connected to the other end 151b and grounded at the other end 152b.
  • the voltage division change circuit 156 includes a switching circuit 155 in which a third resistor 153 and a second relay 154 are connected in series. A switching circuit 155 is configured to be connected in parallel with the first resistor 151 .
  • the second relay 154 is opened by the control unit 8 when a predetermined boost condition is satisfied, and the first resistor 151, the second resistor 152 and the third resistor 153 are set when the second relay 154 is open. , the voltage division changing circuit 156 is set so that the first boosted voltage Vb1 is higher than the rated voltage of the battery 3 .
  • the first resistor 151, the second resistor 152, the third resistor 153, and the second relay 154 can configure the voltage dividing circuit 150 having the voltage dividing change circuit 156 at low cost. Also, the switching circuit 155 can easily change the voltage division ratio.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a vehicle power supply device 200 according to the third embodiment.
  • the vehicle power supply device 200 according to the third embodiment is different from the vehicle power supply devices 1 and 100 according to the first and second embodiments except that the configuration of the voltage dividing circuit 250 is different. are similarly constructed.
  • the same reference numerals are given to the same elements as in the vehicle power supply device 1 according to the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the voltage dividing circuit 250 is interposed on the motor driving section 7 side with respect to the capacitor 25 on the second power supply line 32 .
  • the voltage dividing circuit 250 has a first resistor 251, a second resistor 252, a third resistor 253, and a second relay 254 (switching element).
  • the first resistor 251 has one end 251 a connected to the output terminal 26 b of the boost circuit 26 and the other end 251 b connected to the feedback terminal 24 b of the boost IC 24 .
  • the second resistor 252 has one end 252 a connected to the other end 251 b of the first resistor 251 .
  • the third resistor 253 has one end 253a connected to the other end 252b of the second resistor 252 and the other end 253b grounded.
  • the second relay 254 is connected in parallel with the third resistor 253 . That is, one end 254 a of the second relay 254 is connected to one end 253 a of the third resistor 253 and the other end 254 b is connected to the other end 253 b of the third resistor 253 .
  • the second relay 254 is connected to the controller 8 via a fourth control signal line 244.
  • the second relay 254 is normally closed, and becomes open when a control signal is input from the control section 8 .
  • the first resistor 251 and the second resistor 252 are connected in series when the second relay 254 is closed.
  • the first resistor 251, the second resistor 252 and the third resistor 253 are connected in series.
  • the voltage dividing ratio indicating the ratio of the resistance value of the first resistor 251 to the total resistance value of the voltage dividing circuit 250 is adjusted, and the voltage at the other end 251b is adjusted.
  • the third resistor 253 and the second relay 254 constitute a voltage division change circuit 256 .
  • the booster IC 24 adjusts the boosted voltage Vb so that the feedback voltage Vf input from the feedback terminal 24b has a predetermined value. is closed, the first boosted voltage Vb1 is higher than the second boosted voltage Vb2 when the second relay 254 is open.
  • the first resistor 251, the second resistor 252, and the third resistor 253 cause the first boosted voltage Vb1 to be higher than the rated voltage of the battery 3, 12V, and the second boosted voltage Vb2 to be equal to or higher than the minimum voltage at which the electric motor 2 operates. and is set to be lower than the rated voltage of the battery 3 .
  • the operating voltage of the electric motor 2 is DC9V or more and DC16V or less.
  • the resistance value R31 of the first resistor 251 is 200 k ⁇
  • the resistance value R32 of the second resistor 252 is 20 k ⁇
  • the resistance value R32 of the second resistor 252 is 20 k ⁇ so that the first boosted voltage Vb1 is DC14V and the second boosted voltage Vb2 is DC9.5V.
  • the resistance value R33 of the third resistor 253 is set to 11 k ⁇
  • the target voltage V0 of the feedback voltage Vf is set to DC1.274V.
  • the voltage division ratio of the first resistor 251 and the second resistor 252 is 200:20, and the first boosted voltage Vb1 when the feedback voltage Vf becomes the target voltage V0. is calculated to be approximately 14 V from the following equation (7).
  • the voltage dividing ratio of the first resistor 251, the second resistor 252, and the third resistor 253 is 200:20:11.
  • the second boosted voltage Vb2 is calculated to be approximately 9.5 V from the following equation (8).
  • the booster IC 24 controls the field effect transistor 23 so that the feedback voltage Vf becomes the target voltage V0.
  • the voltage can be increased by switching to the first boost voltage Vb1 or the second boost voltage Vb2.
  • the voltage dividing circuit 250 includes a first resistor 251 having one end 251a connected to the output terminal 26b of the booster circuit 26 and the other end 251b connected to the feedback terminal 24b of the booster IC 24, and one end 252a connected to the first resistor 251. It includes a second resistor 252 connected to the other end 251b, and a third resistor 253 having one end 253a connected to the other end 252b of the second resistor 252 and the other end 253b grounded.
  • the voltage division change circuit 256 includes a second relay 254 .
  • a second relay 254 is configured to be connected in parallel with the third resistor 253 .
  • the second relay 254 is closed by the control unit 8 when a predetermined boost condition is satisfied, and the first resistor 251, the second resistor 252 and the third resistor 253 are closed.
  • the voltage division change circuit 256 is set so that the first boosted voltage Vb1 is higher than the rated voltage of the battery 3 at this time.
  • the first resistor 251, the second resistor 252, the third resistor 253, and the second relay 254 can configure the voltage dividing circuit 250 having the voltage dividing change circuit 256 at low cost. Also, the second relay 254 can easily change the voltage division ratio. In addition, regardless of whether the second relay 254 is closed or open, the first resistor 251, the second resistor 252, and the third resistor 253 are not connected in parallel with each other. easy to configure.
  • the second relay 254 may be provided in parallel with the second resistor 252 instead of the third resistor 253 .
  • the resistance value R31 of the first resistor 251 is set to 200 k ⁇
  • the resistance value R32 of the second resistor 252 is set to 11 k ⁇
  • the resistance value R33 of the third resistor 253 is set to 20 k ⁇ .
  • the voltage Vb1 and the second boosted voltage Vb2 can be realized. Specifically, when the second relay 254 is closed, the voltage output from the backup power supply 6 can be boosted to the first boost voltage Vb1. When the second relay 254 is open, the voltage output from the backup power supply 6 can be boosted to the second boost voltage Vb2.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a vehicle power supply device 300 according to the fourth embodiment.
  • the vehicle power supply device 300 according to the fourth embodiment is different from the vehicle power supply devices 1, 100, and 200 according to the first, second, and third embodiments in that the configuration of the voltage dividing circuit 350 is Except for the points that are different, they are constructed in the same manner.
  • the same reference numerals are given to the same elements as in the vehicle power supply device 1 according to the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the voltage dividing circuit 350 is interposed on the motor driving section 7 side with respect to the capacitor 25 on the second power supply line 32 .
  • the voltage dividing circuit 350 has a first resistor 351, a second resistor 352, a third resistor 353, and a second relay 354 (switching element).
  • One end 351 a of the first resistor 351 is connected to the output terminal 26 b of the booster circuit 26 .
  • the second resistor 352 has one end 352a connected to the other end 351b of the first resistor 351 and the other end 352b connected to the feedback terminal 24b of the booster IC 24 .
  • the third resistor 353 has one end 353a connected to the other end 352b of the second resistor 352 and the other end 353b grounded.
  • a second relay 354 is connected in parallel with the second resistor 352 . That is, one end 354 a of the second relay 354 is connected to one end 352 a of the second resistor 352 and the other end 354 b is connected to one end 353 a of the third resistor 353 .
  • the second relay 354 is connected to the controller 8 via a fourth control signal line 344.
  • the second relay 354 is normally open, and is closed when a control signal is input from the control section 8 .
  • the first resistor 351 and the third resistor 353 are connected in series when the second relay 354 is closed.
  • the first resistor 351, the second resistor 352 and the third resistor 353 are connected in series.
  • the voltage drop across the combined resistance 350Z consisting of the first resistor 351 and the second resistor 352 when the second relay 354 is open is the combined resistance 350Z (that is, the first resistance) when the second relay 354 is closed. 351).
  • the voltage dividing ratio indicating the ratio of the resistance value of the combined resistor 350Z to the total resistance value of the voltage dividing circuit 350 is adjusted, and the voltage at the other end 352b can be adjusted.
  • the second resistor 352 and the second relay 354 constitute a voltage division change circuit 356 .
  • the voltage division ratio by the combined resistance 350Z becomes relatively large, so the voltage (feedback voltage Vf) at the other end 352b becomes relatively small.
  • the second relay 354 is switched to closed, the voltage division ratio by the combined resistor 350Z becomes relatively small, so the voltage (feedback voltage Vf) at the other end 352b becomes relatively large.
  • the booster IC 24 adjusts the boosted voltage Vb so that the feedback voltage Vf input from the feedback terminal 24b has a predetermined value.
  • the first boosted voltage Vb1 when open is higher than the second boosted voltage Vb2 when second relay 354 is closed.
  • the first resistor 351, the second resistor 352, and the third resistor 353 cause the first boosted voltage Vb1 to be higher than the rated voltage of the battery 3, 12V, and the second boosted voltage Vb2 to be equal to or higher than the minimum voltage at which the electric motor 2 operates. and is set to be lower than the rated voltage of the battery 3 .
  • the operating voltage of the electric motor 2 is DC9V or more and DC16V or less.
  • the resistance value R41 of the first resistor 351 is 130 k ⁇
  • the resistance value R42 of the second resistor 352 is 68 k ⁇
  • the resistance value R43 of the third resistor 353 is set to 20 k ⁇
  • the target voltage V0 of the feedback voltage Vf is set to DC1.274V.
  • the voltage division ratio of the combined resistor 350Z and the third resistor 353 is 218:20, and the first boosted voltage Vb1 when the feedback voltage Vf becomes the target voltage V0 is It is calculated to be about 14V from the following formula (9).
  • the booster IC 24 controls the field effect transistor 23 so that the feedback voltage Vf becomes the target voltage V0, thereby increasing the voltage output from the backup power supply 6 to the The voltage can be increased by switching to the first boost voltage Vb1 or the second boost voltage Vb2.
  • the voltage divider circuit 350 has a first resistor 351 connected to the output terminal 26b of the booster circuit 26 at one end 351a, and a first resistor 352a connected to the other end 351b of the first resistor 351 and connected to the booster IC 24 at the other end 352b. and a third resistor 353 having one end 353a connected to the other end 352b of the second resistor 352 and the other end 353b grounded.
  • a voltage division change circuit 356 includes a second relay 354 .
  • a second relay 354 is configured to be connected in parallel with the second resistor 352 .
  • the second relay 354 is opened by the control unit 8 when a predetermined boost condition is established, and the first resistor 351, the second resistor 352, and the third resistor 353 are open.
  • the voltage division change circuit 356 is set so that the first boosted voltage Vb1 is higher than the rated voltage of the battery 3 .
  • the first resistor 351, the second resistor 352, the third resistor 353, and the second relay 354 can configure the voltage dividing circuit 350 having the voltage dividing changing circuit 356 at low cost. Also, the second relay 354 can easily change the voltage division ratio. Regardless of whether the second relay 354 is closed or open, the first resistor 351, the second resistor 352, and the third resistor 353 are not connected in parallel, so the combined resistance when connected in parallel should not be considered. Also, the circuit is easier to construct.
  • the second relay 354 may be provided in parallel with the first resistor 351 instead of the second resistor 352 .
  • the resistance value R41 of the first resistor 351 is set to 68 k ⁇
  • the resistance value R42 of the second resistor 352 is set to 130 k ⁇
  • the resistance value R43 of the third resistor 353 is set to 20 k ⁇ .
  • the voltage Vb1 and the second boosted voltage Vb2 can be realized. Specifically, when the second relay 354 is open, the voltage output from the backup power supply 6 can be boosted to the first boost voltage Vb1. When the second relay 354 is closed, the voltage output from the backup power supply 6 can be boosted to the second boost voltage Vb2.
  • vehicle power supply device is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications are possible.
  • a normally closed type or normally open type relay is used in accordance with the closed/open state of the second relay when boosting to the first boost voltage Vb1, but the present invention is not limited to this.
  • the control signal from the control unit 8 may control the second relay to close.
  • a transistor may be employed instead of the first relay and/or the second relay as the switching element.
  • the predetermined boost condition is the case where both the conditions that the vehicle is not in a collision state and that the battery 3 is normal are satisfied. and that the battery 3 is normal, it may be determined that the predetermined boost condition is satisfied.
  • the vehicle power supply device that controls the power supply to the door latch device has been described as an example, but the present invention is not limited to this. It can be applied to in-vehicle devices that operate by being supplied with electric power, such as in-vehicle devices equipped with an electric motor. For example, electric motors, electromagnetic It can also be used to supply power to valves and the like.

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Abstract

車両用電源装置1は、車載されたバッテリ3から電力が供給されるバックアップ電源6と、バックアップ電源6の電圧を昇圧電圧Vbに昇圧する昇圧部20と、バッテリ3および昇圧部20に接続されており、これらのうち電圧の高い方から電力が供給されて電動モータ2を駆動可能なモータ駆動部7と、昇圧部20の作動を制御する制御部8とを備える。制御部8は、所定の昇圧条件が成立していると判定したとき、昇圧部20を制御してバックアップ電源6の電圧をバッテリ3の定格電圧よりも大きい電圧に昇圧させる。

Description

車両用電源装置及びドアラッチ装置
 本発明は、車両用電源装置及びドアラッチ装置に関する。
 引用文献1には、車体側に設けたバッテリから供給される電力によりドアロックモータを作動させて、車両用ドアの施錠動作及び開錠動作を実施する車両用ドアロックシステムが開示されている。このシステムでは、バッテリからの電力により充電されるバックアップ電源を車両用ドアに設け、バッテリからドアロックモータへの電力供給が遮断された場合に、バックアップ電源から電力を供給することによりドアロックモータを作動させるように構成されている。
特開2009-144441号公報
 特許文献1の車両用ドアロックシステムのように、バックアップ電源からモータへの電力供給が可能な電源装置では、バッテリからモータへの電力供給が遮断されていない場合、すなわち正常時では、モータは常にバッテリからの電力により作動する。しかしながら、バッテリの電圧はその定格電圧から大きく変動することがあり、モータを安定して作動させることができない場合がある。
 本発明は、バッテリの電圧が大きく変動している場合であっても、モータを安定して作動させることができる車両用電源装置を提供することを課題とする。
 本発明の一態様は、
 車載されたバッテリから電力が供給されるバックアップ電源と、
 前記バックアップ電源の電圧を昇圧電圧に昇圧する昇圧部と、
 前記バッテリおよび前記昇圧部に接続されており、これらのうち電圧の高い方から電力が供給されて電動モータを駆動可能なモータ駆動部と、
 前記昇圧部の作動を制御する制御部と
 を備え、
 前記制御部は、所定の昇圧条件が成立していると判定したとき、前記昇圧部を制御して前記バックアップ電源の電圧を前記バッテリの定格電圧よりも大きい電圧に昇圧させる、車両用電源装置を提供する。
 本発明によれば、所定の昇圧条件が成立しているとき、バックアップ電源の電圧はバッテリの定格電圧よりも大きい電圧に昇圧されるので、バックアップ電源から電動モータに電力が供給される。これによって、車載バッテリの電圧が変動したとしても、その影響を受けずに、バックアップ電源からの電力によって電動モータを安定して作動させることができる。
 本発明によれば、バッテリの電圧が大きく変動している場合であっても、モータを安定して作動させることができる。
本発明の第1実施形態に係る車両用電源装置の回路図。 本発明の第2実施形態に係る車両用電源装置の回路図。 本発明の第3実施形態に係る車両用電源装置の回路図。 本発明の第4実施形態に係る車両用電源装置の回路図。
 以下、本発明の一実施形態に係る車両用電源装置を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。
[第1実施形態]
 図1は本発明の第1実施形態に係る車両用電源装置1の回路図である。車両用電源装置1は、車両用ドア(不図示)に設けられたドアラッチ装置10の施錠動作及び開錠動作を実施する電動モータ2に電力を供給するための装置である。
 ドアラッチ装置10は、車体側のストライカ11に係合するラッチ位置と該係合が解除されるオープン位置との間を回転可能なフォーク12と、フォーク12をラッチ位置に保持する係止位置と該係止を解除する係止解除位置との間を回転可能なクロー13とを有している。また、車両用ドアには、ドアラッチ装置10の施錠動作及び開錠動作をユーザが操作するドアロックスイッチ14が設けられている。ドアロックスイッチ14を操作することにより電動モータ2を介してクロー13を回動させて、車両用ドアが施錠又は開錠される。
 車両用電源装置1は、車体に設けられたバッテリ3を有している。また、車両用電源装置1は、車両用ドア内に電動モータ2を駆動可能なモータ駆動部7と、車両用電源装置1の作動を制御する制御部8とを有している。バッテリ3は、定格電圧がDC12Vである。
 バッテリ3は、車両の作動に必要な電力を蓄電しており、必要に応じて原動機及び電装品等の車載機器に対して電力を供給し、蓄電量が低下すると例えば原動機(不図示)により回転駆動される発電機(不図示)又は回生ブレーキ(不図示)によって充電される。バッテリ3は、蓄電された電力が出力される出力端子3aと、接地された接地端子3bとを有している。
 モータ駆動部7は、電力が供給される入力端子7aと、電動モータ2に電力を供給する出力端子7bと、制御部8からの制御信号が入力される制御端子7cと、接地された接地端子7dとを有している。制御端子7cは、第1制御信号線41を介して制御部8に接続されている。モータ駆動部7は、制御端子7cに入力される制御信号に基づいて電動モータ2を正転又は逆転させるように電動モータ2に電力を供給する。
 バッテリ3の出力端子3aとモータ駆動部7の入力端子7aとは、互いに並列に接続された第1電力供給線31及び第2電力供給線32を含む2系統によって接続されている。第1電力供給線31は、バッテリ3の出力端子3aとモータ駆動部7の入力端子7aとを逆流防止用のダイオード37を介して接続しており、バッテリ3から出力される電圧がモータ駆動部7に供給される。
 一方、第2電力供給線32上には第1リレー9とバックアップ電源6と昇圧部20とが出力端子3a側から順に設けられており、バックアップ電源6から出力される電力が昇圧部20で昇圧された昇圧電圧Vbがモータ駆動部7に供給される。すなわち、モータ駆動部7には、第1電力供給線31を介して供給されるバッテリ3の出力電圧と、第2電力供給線32を介して昇圧部20から供給される昇圧電圧Vbとのうち、電圧が高い方が供給される。
 昇圧部20は、バックアップ電源6の電圧を昇圧電圧Vbに昇圧させる昇圧回路26と、昇圧電圧Vbを分圧する分圧回路50とを有している。
 昇圧回路26は、第2電力供給線32上に設けられた、コイル21、及びダイオード22を、バッテリ3側から順に直列状に有している。バックアップ電源6は、第2電力供給線32上における第1リレー9とコイル21との間に介設されている。バックアップ電源6は、一端6aが第2電力供給線32に接続されており、他端6bが接地されている。バックアップ電源6は、本実施形態ではキャパシタであり、DC3V~DC5V程度の電圧で蓄電される。
 第1リレー9は第2制御信号線42を介して制御部8に接続されている。第1リレー9は、ノーマルオープンに構成されており、制御部8から制御信号が入力されたときに導通する。第1リレー9が導通すると、バックアップ電源6は、バッテリ3と導通し、バッテリ3から供給される電力を蓄電する。
 第2電力供給線32上におけるコイル21とダイオード22との間には、電界効果トランジスタ23が介設されている。電界効果トランジスタ23は、ソース23aと、ドレイン23bと、ゲート23cとを有する。ソース23aは接地されている。ドレイン23bは、第2電力供給線32に接続されている。ゲート23cには、昇圧IC24の出力端子24aが接続されている。
 昇圧IC24は、出力端子24aに加えて、フィードバック端子24bと制御端子24cとを有している。フィードバック端子24bには、昇圧電圧Vbが分圧回路50によって分圧された電圧がフィードバック電圧Vfとして入力される。制御端子24cは第3制御信号線43を介して制御部8に接続されている。昇圧IC24は、制御部8からの制御信号に基づいて出力端子24aからゲート23cに制御信号を出力する。
 具体的には、電界効果トランジスタ23は、ゲート23cに入力される制御信号を受けてオンとなり、ソース23aとドレイン23bとの間を導通させることにより、バックアップ電源6からコイル21に電流を供給してコイル21に電気エネルギを磁気エネルギとして蓄積させる。次いで、昇圧IC24は、電界効果トランジスタ23をオフとすることによって、ソース23aとドレイン23bとの間の導通を解除して、コイル21に蓄積された磁気エネルギを電気エネルギとして放出させる。
 上記電界効果トランジスタ23のオンとオフとを繰り返すように昇圧IC24が電界効果トランジスタ23に制御信号を出力することによって、コイル21へのエネルギの蓄積と放出とが繰り返される。昇圧IC24は、フィードバック電圧Vfが所定の目標電圧V0に到達するまで、バックアップ電源6からの電圧を昇圧させる。この結果、バックアップ電源6から出力される電圧が昇圧電圧Vbとして出力される。
 第2電力供給線32上には、ダイオード22に対してモータ駆動部7側にコンデンサ25が介設されている。コンデンサ25は、一端25aが第2電力供給線32に接続されており、他端25bが接地されている。ダイオード22及びコンデンサ25は電界効果トランジスタ23に対してモータ駆動部7側に位置しているので、昇圧電圧Vbは、ダイオード22及びコンデンサ25によって電圧の変動が抑制される。
 上述したように、コイル21、ダイオード22、電界効果トランジスタ23、昇圧IC24、コンデンサ25は、バックアップ電源6から出力される電圧を昇圧電圧Vbに昇圧させる昇圧回路26を構成している。
 分圧回路50は、第2電力供給線32上において、コンデンサ25に対してモータ駆動部7側に介設されている。分圧回路50は、第1抵抗51、第2抵抗52、第3抵抗53、及び第2リレー54(スイッチング素子)を有している。第1抵抗51は、一端51aが昇圧回路26の出力端子26bに接続されており、他端51bが昇圧IC24のフィードバック端子24bに接続されている。
第2抵抗52は、一端52aが第1抵抗51の他端51bに接続されており、他端52bが接地されている。第3抵抗53及び第2リレー54は、直列に接続されてスイッチング回路55を構成している。スイッチング回路55は、第2抵抗52に対して並列に接続されている。本実施形態では、第2リレー54が第3抵抗53よりも第2電力供給線32側に位置している。
 スイッチング回路55は、一端55aが第1抵抗51の他端51bに接続されており、他端55bが第2抵抗52の他端52bに接続されている。第2リレー54は、第4制御信号線44を介して制御部8に接続されている。第2リレー54は、ノーマルクローズに構成されており、制御部8から制御信号が入力されたときにオープンとなる。
 分圧回路50は、第2リレー54がクローズであるとき、第1抵抗51と、第2抵抗52及び第3抵抗53からなる合成抵抗50Zとが直列に接続されることになる。一方、第2リレー54がオープンであるとき、第1抵抗51と第2抵抗52とが直列に接続されることになる。ここで、合成抵抗50Zの抵抗値は第2抵抗52よりも小さい。この結果、第2リレー54がクローズであるときの第1抵抗51における電圧降下が、第2リレー54がオープンであるときの第1抵抗51における電圧降下よりも大きくなる。
 すなわち、第2リレー54のクローズ/オープンを制御することによって、分圧回路50の全抵抗値における第1抵抗51の抵抗値の割合を示す分圧比が調整されて、他端51bにおける電圧を調整できる。すなわち、第2抵抗52、第3抵抗53、及び第2リレー54によって分圧変更回路56が構成されている。
 具体的には、第2リレー54がクローズであると、第1抵抗51による分圧比が相対的に大きくなるので他端51bにおける電圧(フィードバック電圧Vf)が相対的に小さくなる。一方、第2リレー54をオープンに切り替えると、第1抵抗51による分圧比が相対的に小さくなるので他端51bにおける電圧(フィードバック電圧Vf)が相対的に大きくなる。
 上述したように、昇圧IC24は、フィードバック端子24bから入力されるフィードバック電圧Vfが所定の値となるように昇圧電圧Vbを調整するので、第1抵抗51での電圧降下のため、第2リレー54がクローズである場合の第1昇圧電圧Vb1が、第2リレー54がオープンである場合の第2昇圧電圧Vb2よりも大きくなる。
 第1抵抗51、第2抵抗52及び第3抵抗53は、第1昇圧電圧Vb1がバッテリ3の定格電圧である12Vよりも大きくなり、第2昇圧電圧Vb2が電動モータ2が作動する最低電圧以上であってバッテリ3の定格電圧よりも小さくなるように設定されている。電動モータ2の作動電圧はDC9V以上DC16V以下である。
 本実施形態では、第1昇圧電圧Vb1がDC14Vとなり、第2昇圧電圧Vb2がDC9.5Vとなるように、第1抵抗51の抵抗値R1は142kΩ、第2抵抗52の抵抗値R2は22kΩ、第3抵抗53の抵抗値R3は40kΩに設定されており、フィードバック電圧Vfの目標電圧V0はDC1.274Vに設定されている。
 具体的に説明すると、第2リレー54がクローズであるとき、第2抵抗52及び第3抵抗53からなる合成抵抗50Zの抵抗値R0は以下の式(1)により計算されて約14.2kΩとなる。したがって、第1抵抗51と合成抵抗50Zとの分圧比は142:14.2となり、フィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるときの第1昇圧電圧Vb1は以下の式(2)から約14Vと算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 一方、第2リレー54がオープンであるとき、第1抵抗51と第2抵抗52との分圧比は142:22となり、フィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるときの第2昇圧電圧Vb2は以下の式(3)から約9.5Vと算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 したがって、第2リレー54のクローズ/オープンを切り替えることによって、フィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるように昇圧IC24が電界効果トランジスタ23を制御することによって、バックアップ電源6から出力される電圧を、第1昇圧電圧Vb1又は第2昇圧電圧Vb2に切り替えて昇圧させることができる。
 制御部8には、バッテリ3の電圧が供給される第3電力供給線33及び第4電力供給線34とが接続されている。第3電力供給線33は、バッテリ3から制御部8に作動用の電力を供給するものであり、一端33aが第2電力供給線32上における第1リレー9に対してバッテリ3側に接続されており、他端33bが制御部8に接続されている。第3電力供給線33にはレギュレータ5が介設されており、バッテリ3からの電力が5Vに降圧されて制御部8に供給される。
 第4電力供給線34は、一端34aが第3電力供給線33上におけるレギュレータ5に対してバッテリ3側に接続されており、他端34bが制御部8に接続されている。制御部8は、第4電力供給線34を介して供給されるバッテリ3の電圧に基づいて、例えばバッテリ上がりが生じていない等バッテリ3が正常であるか否か判定する。
 また、制御部8には、車体に設けられたECU4から出力される衝突信号が入力される。本実施形態では加速度センサ16及びミリ波レーダ17からの入力信号に基づいてECU4は車両が衝突状態にあるか否か判断し、車両が衝突状態にある若しくは衝突状態に至ることが見込まれると判断したとき制御部8に衝突信号を出力する。制御部8は、ECU4からの衝突信号の有無に基づいて、車両が衝突状態にないか否か判定する。
 制御部8は、バッテリ3が正常であり且つ車両が衝突状態にないと判定したとき、所定の昇圧条件が成立したと判定する。換言すれば、制御部8は、バッテリ3が正常であること及び車両が衝突状態にないことの少なくとも一方が判定されないとき、所定の昇圧条件が不成立であると判定する。
 さらにまた、制御部8には、ドアロックスイッチ14から出力される制御信号が入力される。制御部8は、ドアロックスイッチ14からの制御信号に基づいて、ドアロックスイッチ14が操作されたか否かを判断する。
 上述したように、制御部8には第1~第4制御信号線41~44が接続されている。制御部8は、第1~第4制御信号線41~44を介して、モータ駆動部7、第1リレー9、昇圧IC24、及び第2リレー54に制御信号を出力する。
 制御部8は、メモリ、記憶装置及び演算処理部(CPU)を備えた周知のコンピュータと、コンピュータに実装されたソフトウェアとによって構成されている。制御部8は、昇圧条件判定部81と、第1リレー制御部82と、ドアロックスイッチ操作判定部83と、第2リレー制御部84と、昇圧IC制御部85と、モータ駆動制御部86とを有している。
 昇圧条件判定部81は、第4電力供給線34から供給されるバッテリ3の電圧に基づいてバッテリ3が正常であることを判定すると共に、ECU4からの衝突信号の有無に基づいて車両が衝突状態にないことを判定する。昇圧条件判定部81は、バッテリ3が正常であること且つ車両が衝突状態にないことの両条件すなわち所定の昇圧条件が成立するか否か判定する。
 第1リレー制御部82は、第1リレー9を導通させることにより、バッテリ3からバックアップ電源6を適宜充電させる。ドアロックスイッチ操作判定部83は、ドアロックスイッチ14からの信号に基づいてドアロックスイッチ14が操作されたか否か判定する。第2リレー制御部84は、昇圧条件判定部81が所定の昇圧条件が不成立であると判定したとき、第2リレー54に制御信号を入力してオープンにする。昇圧IC制御部85はドアロックスイッチ14の操作に基づいて、昇圧IC24を制御して、バックアップ電源6から出力される電力の電圧を昇圧電圧Vbに昇圧させる。モータ駆動制御部86は、モータ駆動部7に電動モータ2を正転又は逆転させるように制御する。
 次に、車両用電源装置1の作動について説明する。
 まず、制御部8は、所定のタイミングにて、第1リレー制御部82によって第1リレー9を導通させてバックアップ電源6にバッテリ3から電力を供給する。これによって、バックアップ電源6が、ドアラッチ装置10の施錠動作又は開錠動作にそなえて適宜充電される。
 制御部8は、ドアロックスイッチ操作判定部83によってドアロックスイッチ14が操作されたことを判定すると、昇圧条件判定部81によって所定の昇圧条件が成立しているか否か判定する。所定の昇圧条件が成立していると判定した場合、第2リレー制御部84によって第2リレー54を制御せずに、昇圧IC制御部85によって、昇圧IC24を作動させてフィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるようにバックアップ電源6から出力される電圧を第1昇圧電圧Vb1に昇圧させる。
 ここで、第1昇圧電圧Vb1はバッテリ3の定格電圧よりも大きくなるので、モータ駆動部7に第1昇圧電圧Vb1で電力が供給される。制御部8は、モータ駆動部7を制御して、第1昇圧電圧Vb1によって電動モータ2を作動させる。第1昇圧電圧Vb1は変動が抑制されているので、電動モータ2を安定して作動させることができる。
 一方、制御部8は、ドアロックスイッチ操作判定部83によってドアロックスイッチ14が操作されたことを判定した場合に、昇圧条件判定部81によって所定の昇圧条件が不成立であると判定したとき、第2リレー制御部84によって第2リレー54を制御してオープンにする。次いで、昇圧IC制御部85によって、昇圧IC24を作動させてフィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるようにバックアップ電源6から出力される電圧を第2昇圧電圧Vb2に昇圧させる。
 このとき、所定の昇圧条件が不成立であるので、バッテリ3からの電力の供給が遮断されており、モータ駆動部7にはバッテリ3の定格電圧よりも小さい第2昇圧電圧Vb2で電力が供給される。制御部8は、モータ駆動部7を制御して、第2昇圧電圧Vb2によって電動モータ2を作動させる。第2昇圧電圧Vb2は変動が抑制されているので、電動モータ2を安定して作動させることができる。
 上記説明した実施形態に係る車両用電源装置1によれば以下の効果が発揮される。
(1)所定の昇圧条件が成立しているとき、バックアップ電源6の電圧はバッテリ3の定格電圧よりも大きい第1昇圧電圧Vb1に昇圧されるので、バックアップ電源6から電動モータ2に電力が供給される。これによって、バッテリ3の電圧が変動したとしても、その影響を受けずに、バックアップ電源6からの電力によって電動モータ2を安定して作動させることができる。
(2)制御部8は、所定の昇圧条件が不成立であると判定したとき、第2リレー54及び昇圧IC24を制御してバックアップ電源6の電圧をバッテリ3の定格電圧よりも低く且つ電動モータ2の最低作動電圧以上に昇圧させる。
 その結果、所定の昇圧条件が不成立であるとき、バックアップ電源6の不必要な大きさへの昇圧が抑制されるので電力消費を低減できる。
(3)昇圧部20は、バックアップ電源6の電圧を昇圧電圧Vbに昇圧させる昇圧回路26と、昇圧電圧Vbを分圧する分圧回路50とを備え、昇圧回路26は、分圧回路50によって分圧された電圧がフィードバック電圧Vfとして入力され、フィードバック電圧Vfが所定の目標電圧V0になるように昇圧電圧Vbを調整し、分圧回路50は、分圧比を変更可能に構成された分圧変更回路56を有している。
 その結果、分圧比を変更することによってフィードバック電圧Vfが調整され、該フィードバック電圧Vfに基づいて昇圧電圧Vbを容易に調整できる。すなわち、分圧回路50を、分圧変更回路56を設けることによって、低コストで、昇圧電圧Vbをバッテリ3の定格電圧よりも大きい電圧に昇圧させることができる。
(4)分圧回路50は、一端51aが昇圧回路26の出力端子26bに接続されており他端51bが昇圧IC24のフィードバック端子24bに接続された第1抵抗51と、一端52aが第1抵抗51の他端51bに接続されており他端52bが接地された第2抵抗52とを含んでいる。分圧変更回路56は、第3抵抗53と第2リレー54とが直列に接続されたスイッチング回路55を含んでおり、該スイッチング回路55が第2抵抗52に対して並列に接続されるように構成されている。第2リレー54は、所定の昇圧条件が成立しているとき、制御部8によってクローズにされ、第1抵抗51、第2抵抗52及び第3抵抗53は、第2リレー54がクローズであるとき、昇圧電圧Vbがバッテリ3の定格電圧よりも大きくなるように、分圧変更回路56を設定する。
 その結果、第1抵抗51、第2抵抗52、第3抵抗53及び第2リレー54によって、分圧変更回路56を有する分圧回路50を低コストで構成できる。また、スイッチング回路55によって分圧比を容易に変更できる。
(5)制御部8には、車両が衝突したことを示す衝突信号及びバッテリ3の状態を判定可能であるバッテリ状態信号を受信するように構成されており、所定の昇圧条件は、制御部8が衝突信号を受信していない場合、及び、制御部8がバッテリ状態信号に基づいてバッテリ3が故障状態ではないことまたは遮断状態ではないことを判定している場合に成立する。
 その結果、例えば車両の衝突やバッテリあがりにより、バッテリ3からモータ駆動部7への電力供給ができない状態では、バックアップ電源6からモータ駆動部7に電力が供給されるため、昇圧電圧Vbをバッテリ3の定格電圧よりも大きくする必要がない。昇圧電圧Vbを大きくするための所定の昇圧条件が、車両の衝突を示す衝突信号を受信していない場合、および、バッテリ3が故障状態ではないこと及び遮断状態ではないことを判定した場合に成立していると判定することで、適切な状況で昇圧電圧Vbをバッテリ3の定格電圧よりも大きくすることができる。
[第2実施形態]
 図2は第2実施形態に係る車両用電源装置100の回路図である。第2実施形態に係る車両用電源装置100は、第1実施形態に係る車両用電源装置1に対して、分圧回路150の構成が異なっている点を除いて他は同様に構成されている。以下の説明では、第1実施形態に係る車両用電源装置1と同じ要素については同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
 分圧回路150は、第2電力供給線32上において、コンデンサ25に対してモータ駆動部7側に介設されている。分圧回路150は、第1抵抗151、第2抵抗152、第3抵抗153、及び第2リレー154(スイッチング素子)を有している。第1抵抗151は、一端151aが昇圧回路26の出力端子26bに接続されており、他端151bが昇圧IC24のフィードバック端子24bに接続されている。
 第2抵抗152は、一端152aが第1抵抗151の他端151bに接続されており、他端152bが接地されている。第3抵抗153及び第2リレー154は、直列に接続されてスイッチング回路155を構成している。スイッチング回路155は、第1抵抗151に対して並列に接続されている。本実施形態では、第2リレー154が第3抵抗153よりも第2電力供給線32側に位置している。
 スイッチング回路155は、一端155aが第1抵抗151の一端151aに接続されており、他端155bが第1抵抗151の他端151bに接続されている。第2リレー154は、第4制御信号線144を介して制御部8に接続されている。第2リレー154は、ノーマルオープンに構成されており、制御部8から制御信号が入力されたときクローズとなる。
 分圧回路150は、第2リレー154がオープンであるとき、第1抵抗151と、第2抵抗152とが直列に接続されることになる。一方、第2リレー154がクローズであるとき、第1抵抗151及び第3抵抗153からなる合成抵抗150Zと、第2抵抗152とが直列に接続されることになる。ここで、合成抵抗150Zの抵抗値は第1抵抗151よりも小さい。この結果、第2リレー154がオープンであるときの合成抵抗150Z(すなわち第1抵抗151)における電圧降下が、第2リレー154がクローズであるときの合成抵抗150Zにおける電圧降下よりも大きくなる。
 すなわち、第2リレー154のクローズ/オープンを制御することによって、分圧回路150の全抵抗値における合成抵抗150Zの抵抗値の割合を示す分圧比が調整されて、他端151bにおける電圧を調整できる。すなわち、第1抵抗151、第3抵抗153、及び第2リレー154によって分圧変更回路156が構成されている。
 具体的には、第2リレー154がオープンであると、合成抵抗150Zによる分圧比が相対的に大きくなるので他端151bにおける電圧(フィードバック電圧Vf)が相対的に小さくなる。一方、第2リレー154をクローズに切り替えると、合成抵抗150Zによる分圧比が相対的に小さくなるので他端151bにおける電圧(フィードバック電圧Vf)が相対的に大きくなる。
 上述したように、昇圧IC24は、フィードバック端子24bから入力されるフィードバック電圧Vfが所定の値となるように昇圧電圧Vbを調整するので、合成抵抗150Zでの電圧降下のため、第2リレー154がオープンである場合の第1昇圧電圧Vb1が、第2リレー154がクローズである場合の第2昇圧電圧Vb2よりも大きくなる。
 第1抵抗151、第2抵抗152及び第3抵抗153は、第1昇圧電圧Vb1がバッテリ3の定格電圧である12Vよりも大きくなり、第2昇圧電圧Vb2が電動モータ2が作動する最低電圧以上であってバッテリ3の定格電圧よりも小さくなるように設定されている。電動モータ2の作動電圧はDC9V以上DC16V以下である。
 本実施形態では、第1昇圧電圧Vb1がDC14Vとなり、第2昇圧電圧Vb2がDC9.5Vとなるように、第1抵抗151の抵抗値R21は220kΩ、第2抵抗152の抵抗値R22は22kΩ、第3抵抗153の抵抗値R23は400kΩに設定されており、フィードバック電圧Vfの目標電圧V0はDC1.274Vに設定されている。
 具体的に説明すると、第2リレー154がオープンであるとき、合成抵抗150Zと第2抵抗152の分圧比は220:22となり、フィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるときの第1昇圧電圧Vb1は以下の式(4)から約14Vと算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 一方、第2リレー154がクローズであるとき、第1抵抗及び第3抵抗からなる合成抵抗150Zの抵抗値R20は以下の式(5)により計算されて約142kΩとなる。したがって、合成抵抗150Zと第2抵抗152との分圧比は142:22となり、フィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるときの第2昇圧電圧Vb2は以下の式(6)から約9.5Vと算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 したがって、第2リレー154のクローズ/オープンを切り替えることによって、フィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるように昇圧IC24が電界効果トランジスタ23を制御することによって、バックアップ電源6から出力される電圧を、第1昇圧電圧Vb1又は第2昇圧電圧Vb2に切り替えて昇圧させることができる。
 分圧回路150は、一端151aが昇圧回路26の出力端子26bに接続されており、他端151bが昇圧IC24のフィードバック端子24bに接続された第1抵抗151と、一端152aが第1抵抗151の他端151bに接続されており他端152bが接地された第2抵抗152とを含んでいる。分圧変更回路156は、第3抵抗153と第2リレー154とが直列に接続されたスイッチング回路155を含んでいる。スイッチング回路155が第1抵抗151に対して並列に接続されるように構成されている。第2リレー154は、所定の昇圧条件が成立しているとき、制御部8によってオープンにされ、第1抵抗151、第2抵抗152及び第3抵抗153は、第2リレー154がオープンであるとき、第1昇圧電圧Vb1がバッテリ3の定格電圧よりも大きくなるように、分圧変更回路156を設定する。
 その結果、第1抵抗151、第2抵抗152、第3抵抗153及び第2リレー154によって、分圧変更回路156を有する分圧回路150を低コストで構成できる。また、スイッチング回路155によって、分圧比を容易に変更できる。
[第3実施形態]
 図3は第3実施形態に係る車両用電源装置200の回路図である。第3実施形態に係る車両用電源装置200は、第1実施形態及び第2実施形態に係る車両用電源装置1,100に対して、分圧回路250の構成が異なっている点を除いて他は同様に構成されている。以下の説明では、第1実施形態に係る車両用電源装置1と同じ要素については同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
 分圧回路250は、第2電力供給線32上において、コンデンサ25に対してモータ駆動部7側に介設されている。分圧回路250は、第1抵抗251、第2抵抗252、第3抵抗253、及び第2リレー254(スイッチング素子)を有している。第1抵抗251は、一端251aが昇圧回路26の出力端子26bに接続されており、他端251bが昇圧IC24のフィードバック端子24bに接続されている。
 第2抵抗252は、一端252aが第1抵抗251の他端251bに接続されている。第3抵抗253は、一端253aが第2抵抗252の他端252bに接続されており、他端253bが接地されている。第2リレー254は、第3抵抗253に対して並列に接続されている。すなわち、第2リレー254の一端254aは第3抵抗253の一端253aに接続されており、他端254bは第3抵抗253の他端253bに接続されている。
 第2リレー254は、第4制御信号線244を介して制御部8に接続されている。第2リレー254は、ノーマルクローズに構成されており、制御部8から制御信号が入力されたときオープンとなる。
 分圧回路250は、第2リレー254がクローズであるとき、第1抵抗251と、第2抵抗252とが直列に接続されることになる。一方、第2リレー254がオープンであるとき、第1抵抗251、第2抵抗252、及び第3抵抗253が直列に接続されることになる。この結果、第2リレー254がクローズであるときの第1抵抗251における電圧降下が、第2リレー254がオープンであるときの第1抵抗251における電圧降下よりも大きくなる。
 すなわち、第2リレー254のクローズ/オープンを制御することによって、分圧回路250の全抵抗値における第1抵抗251の抵抗値の割合を示す分圧比が調整されて、他端251bにおける電圧を調整できる。すなわち、第3抵抗253及び第2リレー254によって分圧変更回路256が構成されている。
 具体的には、第2リレー254がクローズであると、第1抵抗251による分圧比が相対的に大きくなるので他端251bにおける電圧(フィードバック電圧Vf)が相対的に小さくなる。一方、第2リレー254をオープンに切り替えると、第1抵抗251による分圧比が相対的に小さくなるので他端251bにおける電圧(フィードバック電圧Vf)が相対的に大きくなる。
 上述したように、昇圧IC24は、フィードバック端子24bから入力されるフィードバック電圧Vfが所定の値となるように昇圧電圧Vbを調整するので、第1抵抗251での電圧降下のため、第2リレー254がクローズである場合の第1昇圧電圧Vb1が、第2リレー254がオープンである場合の第2昇圧電圧Vb2よりも大きくなる。
 第1抵抗251、第2抵抗252及び第3抵抗253は、第1昇圧電圧Vb1がバッテリ3の定格電圧である12Vよりも大きくなり、第2昇圧電圧Vb2が電動モータ2が作動する最低電圧以上であってバッテリ3の定格電圧よりも小さくなるように設定されている。電動モータ2の作動電圧はDC9V以上DC16V以下である。
 本実施形態では、第1昇圧電圧Vb1がDC14Vとなり、第2昇圧電圧Vb2がDC9.5Vとなるように、第1抵抗251の抵抗値R31は200kΩ、第2抵抗252の抵抗値R32は20kΩ、第3抵抗253の抵抗値R33は11kΩに設定されており、フィードバック電圧Vfの目標電圧V0はDC1.274Vに設定されている。
 具体的に説明すると、第2リレー254がクローズであるとき、第1抵抗251と第2抵抗252の分圧比は200:20となり、フィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるときの第1昇圧電圧Vb1は以下の式(7)から約14Vと算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 一方、第2リレー254がオープンであるとき、第1抵抗251、第2抵抗252、及び第3抵抗253の分圧比は200:20:11となり、フィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるときの第2昇圧電圧Vb2は以下の式(8)から約9.5Vと算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 したがって、第2リレー254のクローズ/オープンを切り替えることによって、フィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるように昇圧IC24が電界効果トランジスタ23を制御することによって、バックアップ電源6から出力される電圧を、第1昇圧電圧Vb1又は第2昇圧電圧Vb2に切り替えて昇圧させることができる。
 すなわち、分圧回路250は、一端251aが昇圧回路26の出力端子26bに接続されており他端251bが昇圧IC24のフィードバック端子24bに接続された第1抵抗251と、一端252aが第1抵抗251の他端251bに接続された第2抵抗252と、一端253aが第2抵抗252の他端252bに接続されており他端253bが接地された第3抵抗253とを含んでいる。分圧変更回路256は、第2リレー254を含んでいる。第2リレー254が第3抵抗253に対して並列に接続されるように構成されている。第2リレー254は、所定の昇圧条件が成立しているとき、制御部8によってクローズにされて、第1抵抗251、第2抵抗252及び第3抵抗253は、第2リレー254がクローズであるとき、第1昇圧電圧Vb1がバッテリ3の定格電圧よりも大きくなるように、分圧変更回路256を設定する。
 その結果、第1抵抗251、第2抵抗252、第3抵抗253及び第2リレー254によって、分圧変更回路256を有する分圧回路250を低コストで構成できる。また、第2リレー254によって、分圧比を容易に変更できる。なお、第2リレー254のクローズ/オープンにかかわらず、第1抵抗251、第2抵抗252及び第3抵抗253は互いに並列に接続されないので、合成抵抗を考慮しなくてもよく、回路をより容易に構成しやすい。
 なお、第2リレー254を、第3抵抗253ではなく第2抵抗252に対して並列に設けてもよい。この場合、第1抵抗251の抵抗値R31を200kΩとし、第2抵抗252の抵抗値R32を11kΩとし、第3抵抗253の抵抗値R33を20kΩに設定することにより上記実施形態に係る第1昇圧電圧Vb1と第2昇圧電圧Vb2とを実現できる。具体的には、第2リレー254がクローズであるとき、バックアップ電源6から出力される電圧を第1昇圧電圧Vb1に昇圧させることができる。第2リレー254がオープンであるとき、バックアップ電源6から出力される電圧を第2昇圧電圧Vb2に昇圧させることができる。
[第4実施形態]
 図4は第4実施形態に係る車両用電源装置300の回路図である。第4実施形態に係る車両用電源装置300は、第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態に係る車両用電源装置1,100,200に対して、分圧回路350の構成が異なっている点を除いて他は同様に構成されている。以下の説明では、第1実施形態に係る車両用電源装置1と同じ要素については同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
 分圧回路350は、第2電力供給線32上において、コンデンサ25に対してモータ駆動部7側に介設されている。分圧回路350は、第1抵抗351、第2抵抗352、第3抵抗353、及び第2リレー354(スイッチング素子)を有している。第1抵抗351は、一端351aが昇圧回路26の出力端子26bに接続されている。
 第2抵抗352は、一端352aが第1抵抗351の他端351bに接続されており、他端352bが昇圧IC24のフィードバック端子24bに接続されている。第3抵抗353は、一端353aが第2抵抗352の他端352bに接続されており、他端353bが接地されている。第2リレー354は、第2抵抗352に対して並列に接続されている。すなわち、第2リレー354の一端354aは第2抵抗352の一端352aに接続されており、他端354bは第3抵抗353の一端353aに接続されている。
 第2リレー354は、第4制御信号線344を介して制御部8に接続されている。第2リレー354は、ノーマルオープンに構成されており、制御部8から制御信号が入力されたときクローズとなる。
 分圧回路350は、第2リレー354がクローズであるとき、第1抵抗351と、第3抵抗353とが直列に接続されることになる。一方、第2リレー354がオープンであるとき、第1抵抗351、第2抵抗352、及び第3抵抗353が直列に接続されることになる。この結果、第2リレー354がオープンであるときの第1抵抗351及び第2抵抗352からなる合成抵抗350Zにおける電圧降下が、第2リレー354がクローズであるときの合成抵抗350Z(すなわち第1抵抗351)における電圧降下よりも大きくなる。
 すなわち、第2リレー354のクローズ/オープンを制御することによって、分圧回路350の全抵抗値における合成抵抗350Zの抵抗値の割合を示す分圧比が調整されて、他端352bにおける電圧を調整できる。すなわち、第2抵抗352及び第2リレー354によって分圧変更回路356が構成されている。
 具体的には、第2リレー354がオープンであると、合成抵抗350Zによる分圧比が相対的に大きくなるので他端352bにおける電圧(フィードバック電圧Vf)が相対的に小さくなる。一方、第2リレー354をクローズに切り替えると、合成抵抗350Zによる分圧比が相対的に小さくなるので他端352bにおける電圧(フィードバック電圧Vf)が相対的に大きくなる。
 上述したように、昇圧IC24は、フィードバック端子24bから入力されるフィードバック電圧Vfが所定の値となるように昇圧電圧Vbを調整するので、合成抵抗350Zでの電圧降下のため、第2リレー354がオープンである場合の第1昇圧電圧Vb1が、第2リレー354がクローズである場合の第2昇圧電圧Vb2よりも大きくなる。
 第1抵抗351、第2抵抗352及び第3抵抗353は、第1昇圧電圧Vb1がバッテリ3の定格電圧である12Vよりも大きくなり、第2昇圧電圧Vb2が電動モータ2が作動する最低電圧以上であってバッテリ3の定格電圧よりも小さくなるように設定されている。電動モータ2の作動電圧はDC9V以上DC16V以下である。
 本実施形態では、第1昇圧電圧Vb1がDC14Vとなり、第2昇圧電圧Vb2がDC9.5Vとなるように、第1抵抗351の抵抗値R41は130kΩ、第2抵抗352の抗値R42は68kΩ、第3抵抗353の抵抗値R43は20kΩに設定されており、フィードバック電圧Vfの目標電圧V0はDC1.274Vに設定されている。
 具体的に説明すると、第2リレー354がオープンであるとき、合成抵抗350Zと第3抵抗353の分圧比は218:20となり、フィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるときの第1昇圧電圧Vb1は以下の式(9)から約14Vと算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 一方、第2リレー354がクローズであるとき、合成抵抗350Zと第3抵抗353の分圧比は130:20となり、フィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるときの第2昇圧電圧Vb2は以下の式(10)から約9.5Vと算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 したがって、第2リレー354のクローズ/オープンを切り替えることによって、フィードバック電圧Vfが目標電圧V0になるように昇圧IC24が電界効果トランジスタ23を制御することによって、バックアップ電源6から出力される電圧を、第1昇圧電圧Vb1又は第2昇圧電圧Vb2に切り替えて昇圧させることができる。
 すなわち、分圧回路350は、一端351aが昇圧回路26の出力端子26bに接続された第1抵抗351と、一端352aが第1抵抗351の他端351bに接続されており他端352bが昇圧IC24のフィードバック端子24bに接続された第2抵抗352と、一端353aが第2抵抗352の他端352bに接続されており他端353bが接地された第3抵抗353とを含んでいる。分圧変更回路356は、第2リレー354を含んでいる。第2リレー354が第2抵抗352に対して並列に接続されるように構成されている。第2リレー354は、所定の昇圧条件が成立しているとき、制御部8によってオープンにされて、第1抵抗351、第2抵抗352及び第3抵抗353は、第2リレー354がオープンであるとき、第1昇圧電圧Vb1がバッテリ3の定格電圧よりも大きくなるように、分圧変更回路356を設定する。
 その結果、第1抵抗351、第2抵抗352、第3抵抗353及び第2リレー354によって、分圧変更回路356を有する分圧回路350を低コストで構成できる。また、第2リレー354によって、分圧比を容易に変更できる。なお、第2リレー354のクローズ/オープンにかかわらず、第1抵抗351、第2抵抗352及び第3抵抗353は互いに並列に接続されないので、並列に接続された場合の合成抵抗を考慮しなくてもよく、回路をより容易に構成しやすい。
 なお、第2リレー354を、第2抵抗352ではなく第1抵抗351に対して並列に設けてもよい。この場合、第1抵抗351の抵抗値R41を68kΩとし、第2抵抗352の抵抗値R42を130kΩとし、第3抵抗353の抵抗値R43を20kΩに設定することにより上記実施形態に係る第1昇圧電圧Vb1と第2昇圧電圧Vb2とを実現できる。具体的には、第2リレー354がオープンであるとき、バックアップ電源6から出力される電圧を第1昇圧電圧Vb1に昇圧させることができる。第2リレー354がクローズであるとき、バックアップ電源6から出力される電圧を第2昇圧電圧Vb2に昇圧させることができる。
 なお、本発明に係る車両用電源装置は、上記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。
 上記各実施形態では、第1昇圧電圧Vb1に昇圧させるときの第2リレーのクローズ/オープン状態に合わせて、ノーマルクローズタイプ又はノーマルオープンタイプのリレーを使用する構成としたが、これに限定されない。例えば、第1昇圧電圧Vb1に昇圧させるときに第2リレーをクローズにする構成において、ノーマルオープンタイプの第2リレーを使用し、第1昇圧電圧Vb1に昇圧させる場合、制御部8からの制御信号によって第2リレーをクローズに制御してもよい。
 また、スイッチング素子としての第1リレー及び/又は第2リレーに換えて、トランジスタを採用してもよい。
 上記実施形態では、所定の昇圧条件を、車両が衝突状態にないこと及びバッテリ3が正常であることの両条件が満たされている場合としたが、これに換えて、車両が衝突状態にないこと及びバッテリ3が正常であることの少なくとも一方が満たされている場合に所定の昇圧条件が成立していると判定してもよい。
 上記実施形態では、ドアラッチ装置への電源供給を制御する車両用電源装置を例にとって説明したが、これに限らない。電力が供給されて作動する車載装置、例えば電動モータを備えた車載装置であれば適用でき、例えば、パワーウィンドウ、電動テールゲート、電動フューエルリッドキャップ、電動スライドドア等に使用される、電動モータ、電磁バルブ等への電力供給にも使用できる。
 1   車両用電源装置
 2   電動モータ
 3   バッテリ
 4   ECU
 6   バックアップ電源
 7   モータ駆動部
 8   制御部
 9   第1リレー
 10  ドアラッチ装置
 14  ドアロックスイッチ
 20  昇圧部
 21  コイル
 22  ダイオード
 23  電界効果トランジスタ
 24  昇圧IC
 25  コンデンサ
 26  昇圧回路
 31  第1電力供給線
 32  第2電力供給線
 41  第1制御信号線
 42  第2制御信号線
 43  第3制御信号線
 44  第4制御信号線
 50  分圧回路
 51  第1抵抗
 52  第2抵抗
 53  第3抵抗
 54  第2リレー
 55  スイッチング回路
 56  分圧変更回路
 81  昇圧条件判定部
 82  第1リレー制御部
 83  ドアロックスイッチ操作判定部
 84  第2リレー制御部
 85  昇圧IC制御部
 86  モータ駆動制御部

Claims (9)

  1.  車載されたバッテリから電力が供給されるバックアップ電源と、
     前記バックアップ電源の電圧を昇圧電圧に昇圧する昇圧部と、
     前記バッテリおよび前記昇圧部に接続されており、これらのうち電圧の高い方から電力が供給されて電動モータを駆動可能なモータ駆動部と、
     前記昇圧部の作動を制御する制御部と
     を備え、
     前記制御部は、所定の昇圧条件が成立していると判定したとき、前記昇圧部を制御して前記バックアップ電源の電圧を前記バッテリの定格電圧よりも大きい電圧に昇圧させる、車両用電源装置。
  2.  前記制御部は、前記所定の昇圧条件が不成立であると判定したとき、前記昇圧部を制御して前記バックアップ電源の電圧を前記バッテリの定格電圧よりも低く且つ前記電動モータの最低作動電圧以上に昇圧させる、
     請求項1に記載の車両用電源装置。
  3.  前記昇圧部は、
     前記バックアップ電源の電圧を前記昇圧電圧に昇圧させる昇圧回路と、
     前記昇圧電圧を分圧する分圧回路と
     を備え、
     前記昇圧回路は、前記分圧回路によって分圧された電圧がフィードバック電圧として入力され、前記フィードバック電圧が所定の電圧になるように前記昇圧電圧を調整し、
     前記分圧回路は、分圧比を変更可能に構成された分圧変更回路を有している、
     請求項1又は2に記載の車両用電源装置。
  4.  前記分圧回路は、
     一端が前記昇圧回路の出力端子に接続されており、他端が前記昇圧回路の入力端子に接続された、第1抵抗と、
     一端が前記第1抵抗の前記他端に接続されており、他端が接地された、第2抵抗と、
     を含んでおり、
     前記分圧変更回路は、第3抵抗とスイッチング素子とが直列に接続されたスイッチング回路を含んでおり、該スイッチング回路が前記第2抵抗に対して並列に接続されるように構成されており、
     前記スイッチング素子は、前記所定の昇圧条件が成立しているとき、前記制御部によってクローズにされ、
     前記第1抵抗、前記第2抵抗及び前記第3抵抗は、前記スイッチング素子がクローズであるとき、前記昇圧電圧が前記バッテリの定格電圧よりも大きくなるように、前記分圧変更回路を設定する、
     請求項3に記載の車両用電源装置。
  5.  前記分圧回路は、
     一端が前記昇圧回路の出力端子に接続されており、他端が前記昇圧回路の入力端子に接続された、第1抵抗と、
     一端が前記第1抵抗の前記他端に接続されており、他端が接地された、第2抵抗と、
     を含んでおり、
     前記分圧変更回路は、第3抵抗とスイッチング素子とが直列に接続されたスイッチング回路を含んでおり、該スイッチング回路が前記第1抵抗に対して並列に接続されるように構成されており、
     前記スイッチング素子は、前記所定の昇圧条件が成立しているとき、前記制御部によってオープンにされ、
     前記第1抵抗、前記第2抵抗及び前記第3抵抗は、前記スイッチング素子がオープンであるとき、前記昇圧電圧が前記バッテリの定格電圧よりも大きくなるように、前記分圧変更回路を設定する、
     請求項3に記載の車両用電源装置。
  6.  前記分圧回路は、
     一端が前記昇圧回路の出力端子に接続されており、他端が前記昇圧回路の入力端子に接続された、第1抵抗と、
     一端が前記第1抵抗の前記他端に接続された、第2抵抗と、
     一端が前記第2抵抗の他端に接続されており、他端が接地された、第3抵抗と、
     を含んでおり、
     前記分圧変更回路は、スイッチング素子を含んでおり、該スイッチング素子が前記第2抵抗及び前記第3抵抗のいずれか一方に対して並列に接続されるように構成されており、
     前記スイッチング素子は、前記所定の昇圧条件が成立しているとき、前記制御部によってクローズにされて、
     前記第1抵抗、前記第2抵抗及び前記第3抵抗は、前記スイッチング素子がクローズであるとき、前記昇圧電圧が前記バッテリの定格電圧よりも大きくなるように、前記分圧変更回路を設定する、
     請求項3に記載の車両用電源装置。
  7.  前記分圧回路は、
     一端が前記昇圧回路の出力端子に接続された、第1抵抗と、
     一端が前記第1抵抗の他端に接続されており、他端が前記昇圧回路の入力端子に接続された、第2抵抗と、
     一端が前記第2抵抗の前記他端に接続されており、他端が接地された、第3抵抗と、
     を含んでおり、
     前記分圧変更回路は、スイッチング素子を含んでおり、該スイッチング素子が前記第1抵抗及び前記第2抵抗のいずれか一方に対して並列に接続されるように構成されており、
     前記スイッチング素子は、前記所定の昇圧条件が成立しているとき、前記制御部によってオープンにされて、
     前記第1抵抗、前記第2抵抗及び前記第3抵抗は、前記スイッチング素子がオープンであるとき、前記昇圧電圧が前記バッテリの定格電圧よりも大きくなるように、前記分圧変更回路を設定する、
     請求項3に記載の車両用電源装置。
  8.  前記制御部には、車両が衝突したことを示す衝突信号及び前記バッテリの状態を判定可能であるバッテリ状態信号の少なくも一方を受信するように構成されており、
     前記所定の昇圧条件は、前記制御部が前記衝突信号を受信していない場合、及び、前記制御部が前記バッテリ状態信号に基づいて前記バッテリが故障状態ではないことまたは遮断状態ではないことを判定している場合に、成立する、
     請求項1~6のいずれか1つに記載の車両用電源装置。
  9.  前記請求項1~8のいずれか1つに記載の車両用電源装置と、
     車体側のストライカに係合するラッチ位置と、該係合が解除されたオープン位置との間を回転可能なフォークと、
     前記フォークを前記ラッチ位置に保持する係止位置と、該保持を解除する係止解除位置との間を回転可能なクローと、
     を有し、
     前記クローは前記車両用電源装置によって電力が供給される電動モータによって回転駆動される、ドアラッチ装置。
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