(57)【要約】【課題】半導体スイッチを用いて構成される低消費電力の給電装置を提供する。【解決手段】給電装置１２では、変圧回路４７は、蓄電器４６の端子電圧を変圧し、変圧した電圧を、ＦＥＴ４２へ出力する。ＦＥＴ４２のソース、及び、変圧回路間の接続ノードにＦＥＴ４３のソースが接続される。変圧回路４７の出力電圧に係る電圧を検出する検出回路４８は、ＦＥＴ４３に直列に接続されている。変圧回路４７は、検出回路４８が検出した電圧に応じて変圧回路４７の出力電圧を調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電器が蓄えた電力を、第１半導体スイッチを介して供給する給電装置において、
前記蓄電器の端子電圧を変圧し、変圧した電圧を、前記第１半導体スイッチへ出力する変圧回路と、
前記第１半導体スイッチ及び変圧回路間の接続ノードに一端が接続される第２半導体スイッチと、
該第２半導体スイッチに直列に接続され、前記変圧回路の出力電圧に係る電圧を検出する検出回路と
を備え、
前記変圧回路は該検出回路が検出した電圧に応じて前記出力電圧を調整すること
を特徴とする給電装置。
【請求項２】
バッテリと、前記第１半導体スイッチにおける電圧出力側の一端との間に介装されるスイッチと、
前記第１半導体スイッチ、第２半導体スイッチ及びスイッチをオフ、オフ及びオンにするか、又は、オン、オン及びオフにする制御部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
【請求項３】
前記変圧回路は、前記第２半導体スイッチを介して前記制御部に電力を供給すること
を特徴とする請求項２に記載の給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電器に蓄えられた電力を供給する給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
負荷に電力を供給する給電装置として、蓄電器を備え、蓄電器に蓄えられた電力を負荷に供給する給電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は従来の給電装置８０の回路図である。給電装置８０、バッテリ８１及び負荷８２は車両に搭載されている。給電装置８０は、バッテリ８１の正極及び負荷８２の一端に各別に接続されており、バッテリ８１の負極及び負荷８２の他端は接地されている。給電装置８０は、バッテリ８１に蓄えられている電力、又は、内部に蓄えられている電力を負荷８２に供給する。
【０００４】
給電装置８０は、蓄電器９０、変圧回路９１、スイッチ９２，９３及び抵抗Ｒ８，Ｒ９を備える。蓄電器９０の一端は変圧回路９１に接続されており、蓄電器９０の他端は接地されている。変圧回路９１は、更に、スイッチ９２の一端に接続されている。スイッチ９２の他端は負荷８２の一端に接続されている。変圧回路９１及びスイッチ９２間の接続ノードには、抵抗Ｒ８の一端が接続されている。抵抗Ｒ８の他端は抵抗Ｒ９の一端に接続されている。抵抗Ｒ９の他端は接地されている。抵抗Ｒ８，Ｒ９間の接続ノードは変圧回路９１に接続されている。スイッチ９３の一端はバッテリ８１の正極に接続されており、スイッチ９３の他端は負荷８２の一端に接続されている。
【０００５】
給電装置８０では、通常、スイッチ９２，９３夫々はオフ及びオンであり、変圧回路９１は動作を停止している。このため、バッテリ８１から電力がスイッチ９３を介して負荷８２に供給されている。
【０００６】
車両が衝突した場合、スイッチ９２，９３夫々はオン及びオフに切替えられ、変圧回路９１が作動する。この場合、変圧回路９１は、蓄電器９０の端子電圧を変圧し、変圧した電圧を、スイッチ９２を介して負荷８２に出力する。これにより、負荷８２には電力が供給される。
【０００７】
抵抗Ｒ８，Ｒ９は、変圧回路９１の出力電圧に係る電圧を検出する検出回路として機能する。抵抗Ｒ８，Ｒ９は、変圧回路９１の出力電圧を分圧し、分圧した電圧を変圧回路９１に出力する。変圧回路９１は、抵抗Ｒ８，Ｒ９によって分圧された電圧に基づいて、出力電圧を予め設定されている目標電圧に調整する。変圧回路９１は、出力電圧を負荷８２に出力する。これにより、負荷８２には電力が供給される。
【０００８】
以上のように構成された従来の給電装置８０では、車両が衝突してバッテリ８１が喪失した場合であっても、蓄電器９０から電力を負荷８２に供給することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１４−３３５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の給電装置８０では、スイッチ９２は、車両が衝突するまでオンに切替わることはなく、長期間オフに維持される。半導体スイッチは、例えば、リレー接点と比較して、長期間、オフに維持されている場合であっても、オフに固着することはなく、オフからオンに正常に切替わる。このため、半導体スイッチを用いてスイッチ９２を構成することが好ましい。
【００１１】
しかしながら、半導体スイッチ、例えば、ＦＥＴ(Field Effect Transistor)には寄生ダイオードが形成されている。半導体スイッチを用いてスイッチ９２を構成した場合、寄生ダイオードに関して、カソードは変圧回路９１に接続され、アノードは負荷８２の一端に接続される。従って、この寄生ダイオードでは負荷８２側から変圧回路９１に向けて電流が流れる。スイッチ９２として半導体スイッチを用いている場合において、スイッチ９２がオフであって変圧回路９１が動作を停止しているときに、バッテリ８１からスイッチ９２の寄生ダイオードを介して抵抗Ｒ８，Ｒ９に電流が流れ、バッテリ８１に蓄えられている電力が無駄に消費される。
【００１２】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体スイッチを用いて構成される低消費電力の給電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る給電装置は、蓄電器が蓄えた電力を、第１半導体スイッチを介して供給する給電装置において、前記蓄電器の端子電圧を変圧し、変圧した電圧を、前記第１半導体スイッチへ出力する変圧回路と、前記第１半導体スイッチ及び変圧回路間の接続ノードに一端が接続される第２半導体スイッチと、該第２半導体スイッチに直列に接続され、前記変圧回路の出力電圧に係る電圧を検出する検出回路とを備え、前記変圧回路は該検出回路が検出した電圧に応じて前記出力電圧を調整することを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、変圧回路は、蓄電器の端子電圧を変圧し、変圧した電圧を第１半導体スイッチへ出力し、変圧回路の出力電圧は、第１半導体スイッチから例えば負荷に出力される。これにより、蓄電器が蓄えた電力が負荷に供給される。また、第１半導体スイッチ及び変圧回路間の接続ノードに第２半導体スイッチの一端が接続されている。変圧回路の出力電圧に係る電圧を検出する検出回路が第２半導体スイッチに直列に接続されている。第１半導体スイッチ及び第２半導体スイッチがオンである場合、変圧回路は出力電圧を第１半導体スイッチへ出力する。更に、変圧回路は、検出回路が検出した電圧に応じて出力電圧を、例えば、予め設定された目標電圧に調整する。
【００１５】
第１半導体スイッチ及び第２半導体スイッチ夫々の寄生ダイオードのカソードが互いに接続されるように、第１半導体スイッチ及び第２半導体スイッチを配置する。この場合、第１半導体スイッチ及び第２半導体スイッチがオフであるときに、第１半導体スイッチの電圧出力側の一端から、第１半導体スイッチ及び第２半導体スイッチ夫々の寄生ダイオードを介して検出回路に電流が流れることはなく、消費電力が低い。
【００１６】
本発明に係る給電装置は、バッテリと、前記第１半導体スイッチにおける電圧出力側の一端との間に介装されるスイッチと、前記第１半導体スイッチ、第２半導体スイッチ及びスイッチをオフ、オフ及びオンにするか、又は、オン、オン及びオフにする制御部とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、バッテリは、スイッチを介して第１半導体スイッチにおける電圧出力側の一端に接続されている。制御部が第１半導体スイッチ、第２半導体スイッチ及びスイッチをオフ、オフ及びオンにした場合、バッテリから例えば負荷に電力が供給される。この場合において、第１半導体スイッチ及び第２半導体スイッチ夫々の寄生ダイオードのカソードが互いに接続されているとき、バッテリから検出回路に電流が流れず、電力は無駄に消費されない。制御部が第１半導体スイッチ、第２半導体スイッチ及びスイッチをオン、オン及びオフにした場合において、変圧回路が作動しているとき、蓄電器から負荷に電力が供給される。
【００１８】
本発明に係る給電装置は、前記変圧回路は、前記第２半導体スイッチを介して前記制御部に電力を供給することを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、第２半導体スイッチがオンである場合、変圧回路は、第２半導体スイッチを介して、出力電圧を出力し、制御部に電力を供給する。検出回路が検出した電圧に応じて調整された出力電圧が変圧回路から第２半導体スイッチを介して出力されているため、制御部に安定した電力を供給することが可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、半導体スイッチを用いて構成される低消費電力の給電装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態における電源システムの要部構成を示すブロック図である。
【図２】給電装置の回路図である。
【図３】変圧回路の回路図である。
【図４】マイコンが実行する給電制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】従来の給電装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は本実施の形態における電源システム１の要部構成を示すブロック図である。電源システム１は、車両に好適に搭載され、バッテリ１０、イグニッションスイッチ１１、給電装置１２、ロックリレー１３、アンロックリレー１４、モータ１５、制御装置１６及びダイオードＤ１，Ｄ２を備える。
【００２３】
ロックリレー１３はリレー接点２０及びコイルＬ１を有する。リレー接点２０は、切替えスイッチであり、ＣＯＭ(Common)端子２０ａ、ＮＣ(Normally Close)端子２０ｂ及びＮＯ(Normally Open)端子２０ｃを有する。
同様に、アンロックリレー１４はリレー接点３０及びコイルＬ２を有する。リレー接点３０も、切替えスイッチであり、ＣＯＭ端子３０ａ、ＮＣ端子３０ｂ及びＮＯ端子３０ｃを有する。
【００２４】
バッテリ１０の正極はイグニッションスイッチ１１の一端に接続されている。バッテリ１０の正極、及び、イグニッションスイッチ１１の他端は給電装置１２に各別に接続されている。ロックリレー１３のリレー接点２０におけるＮＯ端子２０ｃは、アンロックリレー１４のリレー接点３０におけるＮＯ端子３０ｃに接続されている。給電装置１２は、更に、ＮＯ端子２０ｃ，３０ｃ間の接続ノードに接続されている。リレー接点２０のＮＣ端子２０ｂと、リレー接点３０のＮＣ端子３０ｂとは接地されている。リレー接点２０のＣＯＭ端子２０ａと、リレー接点３０のＣＯＭ端子３０ａとはモータ１５に各別に接続されている。
【００２５】
ＮＯ端子２０ｃ，３０ｃ間の接続ノードには、ロックリレー１３のコイルＬ１の一端と、アンロックリレー１４のコイルＬ２の一端とが接続されている。コイルＬ１の他端はダイオードＤ１のアノードに接続されている。コイルＬ２の他端は、給電装置１２と、ダイオードＤ２のアノードとに接続されている。ダイオードＤ１，Ｄ２夫々のカソードは制御装置１６に接続されている。制御装置１６は接地もされている。
【００２６】
バッテリ１０は、車両の図示しないエンジンと連動して発電する図示しない発電機が発生させた直流の電力を蓄える。バッテリ１０は、イグニッションスイッチ１１が設けられていない給電経路を介して、電力を給電装置１２に出力する。バッテリ１０は、更に、イグニッションスイッチ１１がオンである場合、イグニッションスイッチ１１を介して電力を給電装置１２に出力する。
イグニッションスイッチ１１は、エンジンが作動している場合にオンであり、エンジンが動作を停止している場合にオフである。
【００２７】
給電装置１２は、イグニッションスイッチ１１がオンである場合、イグニッションスイッチ１１を介して、バッテリ１０から出力された電力を蓄える。給電装置１２には、車両が衝突したか否かを示す衝突信号が入力される。
衝突信号は、例えば、エアバッグを制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)から出力される。車両が衝突したか否かは、例えば、車両の加速度を検出する加速度センサの検出結果に基づいて判定される。
【００２８】
給電装置１２は、入力された衝突信号が車両の衝突を示していない場合、ＮＯ端子２０ｃ，３０ｃに向けて、バッテリ１０から入力された電力をそのまま出力し、アンロックリレー１４におけるコイルＬ２の他端に接続されている給電装置１２の一端を開放する。
給電装置１２は、入力された衝突信号が車両の衝突を示す場合、ＮＯ端子２０ｃ，３０ｃに向けて、蓄えた電力を出力し、アンロックリレー１４におけるコイルＬ２の他端から電流を引込む。
【００２９】
ロックリレー１３において、コイルＬ１に電流が流れていない場合、リレー接点２０のＣＯＭ端子２０ａに接続されている導体は、ＮＣ端子２０ｂに接触しており、ＣＯＭ端子２０ａはＮＣ端子２０ｂに接続されている。コイルＬ１に電流が流れた場合、コイルＬ１周辺に磁界が発生し、コイルＬ１はＣＯＭ端子２０ａに接続されている導体を引付け、該導体はＮＯ端子２０ｃに接触する。これにより、リレー接点２０のＣＯＭ端子２０ａはＮＯ端子２０ｃに接続される。コイルＬ１への電流供給が停止した場合、磁界の発生が停止し、ＣＯＭ端子２０ａに接続されている導体はＮＣ端子２０ｂに接触する。これにより、ＣＯＭ端子２０ａは再びＮＣ端子２０ｂに接続する。
【００３０】
アンロックリレー１４はロックリレー１３と同様に作用する。ロックリレー１３の作用の説明において、コイルＬ１、リレー接点２０、ＣＯＭ端子２０ａ、ＮＣ端子２０ｂ及びＮＯ端子２０ｃ夫々を、コイルＬ２、リレー接点３０、ＣＯＭ端子３０ａ、ＮＣ端子３０ｂ及びＮＯ端子３０ｃに置き換えることによって、アンロックリレー１４を説明することができる。
【００３１】
モータ１５は、車両に搭載されている負荷であり、車両のドアをロック又はアンロックする直流モータである。モータ１５において、ロックリレー１３側からアンロックリレー１４側に電流が流れた場合、モータ１５はドアをロックする。モータ１５において、アンロックリレー１４側からロックリレー１３側に電流が流れた場合、モータ１５はドアをアンロックする。
【００３２】
制御装置１６にも衝突信号が入力される。制御装置１６は、入力された衝突信号が車両の衝突を示していない場合、モータ１５にドアのロック及びアンロックを行わせる。
【００３３】
衝突信号が車両の衝突を示していない場合、前述したように、給電装置１２は、ＮＯ端子２０ｃ，３０ｃに向けてバッテリ１０から入力された電力をそのまま出力している。
制御装置１６は、衝突信号が車両の衝突を示していない場合において、ドアをロックするとき、ダイオードＤ１のカソードを接地させ、ダイオードＤ２のカソードを開放させる。これにより、電流が、給電装置１２から、コイルＬ１、ダイオードＤ１及び制御装置１６の順に流れ、リレー接点２０のＣＯＭ端子２０ａはＮＯ端子２０ｃに接続される。コイルＬ２には電流が流れないため、リレー接点３０のＣＯＭ端子３０ａはＮＣ端子３０ｂに接続されている。この場合、電流が、給電装置１２から、ＮＯ端子２０ｃ、ＣＯＭ端子２０ａ、モータ１５、ＣＯＭ端子３０ａ及びＮＣ端子３０ｂの順に流れ、モータ１５はドアをロックする。
【００３４】
制御装置１６は、衝突信号が車両の衝突を示していない場合において、ドアをアンロックするとき、ダイオードＤ１のカソードを開放させ、ダイオードＤ２のカソードを接地させる。これにより、電流が、給電装置１２から、コイルＬ２、ダイオードＤ２及び制御装置１６の順に流れ、リレー接点３０のＣＯＭ端子３０ａはＮＯ端子３０ｃに接続される。コイルＬ１には電流が流れないため、リレー接点２０のＣＯＭ端子２０ａはＮＣ端子２０ｂに接続されている。この場合、電流が、給電装置１２から、ＮＯ端子３０ｃ、ＣＯＭ端子３０ａ、モータ１５、ＣＯＭ端子２０ａ及びＮＣ端子２０ｂの順に流れ、モータ１５はドアをアンロックする。
【００３５】
制御装置１６は、衝突信号が車両の衝突を示していない場合において、ドアのロック及びアンロックのいずれも行わないとき、ダイオードＤ１，Ｄ２夫々のカソードを開放させる。この場合、リレー接点２０のＣＯＭ端子２０ａはＮＣ端子２０ｂに接続され、リレー接点３０のＣＯＭ端子３０ａはＮＣ端子３０ｂに接続されているため、モータ１５の両端は接地されており、モータ１５は動作を停止する。
【００３６】
制御装置１６は、衝突信号が車両の衝突を示した場合、ダイオードＤ１のカソードを開放させる。衝突信号が車両の衝突を示した場合、前述したように、給電装置１２は、蓄えている電力をＮＯ端子２０ｃ，３０ｃに向けて出力し、コイルＬ２から電流を自装置に引込む。これにより、電流が、給電装置１２からコイルＬ２に流れて給電装置１２に戻り、リレー接点３０のＣＯＭ端子３０ａはＮＯ端子３０ｃに接続される。コイルＬ１には電流が流れないため、リレー接点２０のＣＯＭ端子２０ａはＮＣ端子２０ｂに接続されている。この場合、電流が、給電装置１２から、ＮＯ端子３０ｃ、ＣＯＭ端子３０ａ、モータ１５、ＣＯＭ端子２０ａ及びＮＣ端子２０ｂの順に流れ、モータ１５はドアをアンロックする。
【００３７】
図２は給電装置１２の回路図である。給電装置１２は、Ｐチャネル型のＦＥＴ４０，４１，４２，４３、Ｎチャネル型のＦＥＴ４４、充電回路４５、蓄電器４６、変圧回路４７、検出回路４８、レギュレータ４９、マイクロコンピュータ（以下ではマイコンという）５０、駆動回路５１，５２，５３，５４及びダイオードＤ３，Ｄ４，・・・，Ｄ１２を有する。検出回路４８は２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２を有する。
【００３８】
ダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７夫々は、ＦＥＴ４０，４１，４２，４３，４４の寄生ダイオードである。ダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６夫々のカソードは、ＦＥＴ４０，４１，４２，４３，４４のソースに接続されている。ダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６夫々のアノードは、ＦＥＴ４０，４１，４２，４３，４４のドレインに接続されている。ダイオードＤ７のカソードはＦＥＴ４４のドレインに接続され、ダイオードＤ７のアノードはＦＥＴ４４のソースに接続されている。
【００３９】
バッテリ１０の正極はＦＥＴ４０のドレインに接続されている。ＦＥＴ４０のソースはＦＥＴ４１のソースに接続されている。ＦＥＴ４１のドレインは、ＦＥＴ４２のドレインに接続されると共に、ロックリレー１３及びアンロックリレー１４夫々が有するＮＯ端子２０ｃ，３０ｃに接続されている。このように、ＦＥＴ４０，４１はバッテリ１０の正極と、ＦＥＴ４２のドレインとの間に介装されている。
【００４０】
イグニッションスイッチ１１の他端にはダイオードＤ８のアノードが接続されている。ダイオードＤ８のカソードは充電回路４５の入力端に接続されている。充電回路４５の出力端は、蓄電器４６の一端に接続されている。蓄電器４６の他端は接地されている。
【００４１】
充電回路４５の出力端は、更に、変圧回路４７に接続されている。ＦＥＴ４２のソースはＦＥＴ４３のソースに接続されており、ＦＥＴ４２，４３夫々のソース間の接続ノードに変圧回路４７が接続されている。検出回路４８はＦＥＴ４３に直列に接続されている。具体的には、ＦＥＴ４３のドレインは、検出回路４８の抵抗Ｒ１の一端に接続されている。抵抗Ｒ１の他端には抵抗Ｒ２の一端が接続され、抵抗Ｒ２の他端は接地されている。抵抗Ｒ１，Ｒ２間の接続ノードは変圧回路４７に接続されている。ＦＥＴ４２のドレインは、ロックリレー１３及びアンロックリレー１４夫々が有するＮＯ端子２０ｃ，３０ｃに接続されている。
【００４２】
ダイオードＤ９のアノードは、アンロックリレー１４のコイルＬ２の他端に接続されている。ダイオードＤ９のカソードはＦＥＴ４４のドレインに接続されている。ＦＥＴ４４のソースは接地されている。
【００４３】
ダイオードＤ１０，Ｄ１１，Ｄ１２夫々のアノードは、イグニッションスイッチ１１の他端、蓄電器４６の一端、及び、ＦＥＴ４３のドレインに接続されている。ダイオードＤ１０のカソードは、ダイオードＤ１１，Ｄ１２夫々のカソードに接続されている。ダイオードＤ１０，Ｄ１１，Ｄ１２夫々のカソード間の接続ノードは、変圧回路４７と、レギュレータ４９の入力端とに接続されている。レギュレータ４９の出力端はマイコン５０に接続されている。マイコン５０は、更に、変圧回路４７に接続されると共に、４つの駆動回路５１，５２，５３，５４に各別に接続されている。マイコン５０は更に接地されている。
【００４４】
駆動回路５１はＦＥＴ４０，４１夫々のゲートに接続されている。駆動回路５２，５３，５４夫々はＦＥＴ４２，４３，４４のゲートに接続されている。
【００４５】
ＦＥＴ４０，４１，４２，４３，４４夫々は半導体スイッチとして機能する。
ＦＥＴ４０，４１，４２，４３夫々について、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が一定電圧未満である場合、ドレイン及びソース間に電流が流れることが可能となる。このとき、ＦＥＴ４０，４１，４２，４３夫々はオンである。ＦＥＴ４０，４１，４２，４３夫々について、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が一定電圧以上である場合、ドレイン及びソース間に電流が流れることはない。このとき、ＦＥＴ４０，４１，４２，４３夫々はオフである。ＦＥＴ４０，４１，４２，４３夫々に関して、前述した一定電圧は負の電圧である。
【００４６】
ＦＥＴ４４について、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が一定電圧以上である場合、ドレイン及びソース間に電流が流れることが可能となる。このとき、ＦＥＴ４４はオンである。ＦＥＴ４４について、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が一定電圧未満である場合、ドレイン及びソース間に電流が流れることはない。このとき、ＦＥＴ４４はオフである。ＦＥＴ４４に関して、前述した一定電圧は正の電圧である。
【００４７】
ＦＥＴ４０，４１夫々のゲートの電圧は駆動回路５１によって調整される。ＦＥＴ４２，４３，４４夫々のゲートの電圧は駆動回路５２，５３，５４によって調整される。
駆動回路５１は、マイコン５０の指示に従って、ＦＥＴ４０，４１をオン又はオフにする。駆動回路５２，５３，５４夫々は、マイコン５０の指示に従って、ＦＥＴ４２，４３，４４をオン又はオフにする。
【００４８】
充電回路４５は蓄電器４６の端子電圧を監視している。充電回路４５は、蓄電器４６の端子電圧が予め設定されている基準電圧未満である場合、バッテリ１０からイグニッションスイッチ１１及びダイオードＤ８を介して入力された電力を蓄電器４６に供給し、蓄電器４６を充電する。充電回路４５は、蓄電器４６の端子電圧が基準電圧以上である場合、入力された電力の蓄電器４６への供給を停止する。
蓄電器４６は、例えば、直列に接続された複数の図示しないコンデンサによって構成される。この場合、複数のコンデンサによって構成される直列回路の一端は充電回路４５の出力端に接続され、該直列回路の他端は接地される。また、蓄電器４６は、コンデンサではなく、電池、例えばリチウムイオン電池によって構成されてもよい。
【００４９】
変圧回路４７には、マイコン５０から作動指示及び停止指示が入力される。変圧回路４７は、マイコン５０から作動指示が入力された場合、作動する。変圧回路４７は、ＦＥＴ４２，４３がオンである状態で作動する。変圧回路４７は、蓄電器４６の端子電圧を変圧し、変圧した電圧を、ＦＥＴ４２へ出力する。変圧回路４７のこの出力電圧は、ＦＥＴ４２からロックリレー１３及びアンロックリレー１４夫々が有するＮＯ端子２０ｃ，３０ｃに向けて出力される。これにより、給電装置１２は、蓄電器４６に蓄えている電力をＮＯ端子２０ｃ，３０ｃに向けて出力する。
【００５０】
検出回路４８の抵抗Ｒ１，Ｒ２は、変圧回路４７の出力電圧を分圧し、分圧した電圧を変圧回路４７に出力する。ここで、分圧した電圧は、変圧回路４７の出力電圧の所定数分の１である。このように、検出回路４８は、変圧回路４７の出力電圧に係る電圧を検出する。変圧回路４７は、検出回路４８が検出した電圧に応じて、出力電圧を、予め設定されている目標電圧に調整する。
変圧回路４７は、マイコン５０から停止指示が入力された場合、動作を停止する。
【００５１】
図３は変圧回路４７の回路図である。変圧回路４７は、Ｎチャネル型のＦＥＴ６０、制御回路６１、コンデンサＣ１，Ｃ２、ダイオードＤ１３及びコイルＬ３を有する。コンデンサＣ１及びコイルＬ３夫々の一端は、蓄電器４６の一端に接続されている。コンデンサＣ１の他端は接地されている。コイルＬ３の他端は、ＦＥＴ６０のドレインと、ダイオードＤ１３のアノードとに接続されている。ＦＥＴ６０のソースは接地されている。ダイオードＤ１３のカソードは、コンデンサＣ２の一端に接続されると共に、ＦＥＴ４２，４３夫々のソースに接続されている。コンデンサＣ２の他端は接地されている。
【００５２】
ＦＥＴ６０のゲートには制御回路６１が接続されている。制御回路６１は、更に、検出回路４８の抵抗Ｒ１，Ｒ２間の接続ノードと、マイコン５０と、ダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ１３のカソードとに接続されている。制御回路６１は、更に接地されている。
【００５３】
ＦＥＴ６０も半導体スイッチとして機能する。ＦＥＴ６０について、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が一定電圧以上である場合、ドレイン及びソース間に電流が流れることが可能となる。このとき、ＦＥＴ６０はオンである。ＦＥＴ６０について、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が一定電圧未満である場合、ドレイン及びソース間に電流が流れることはない。このとき、ＦＥＴ６０はオフである。ＦＥＴ６０に関して、前述した一定電圧は正の電圧である。ＦＥＴ６０のゲートに印加されている電圧は制御回路６１によって制御され、ＦＥＴ６０は制御回路６１によってオン又はオフされる。
【００５４】
制御回路６１には、マイコン５０から作動指示及び停止指示が入力される。制御回路６１は、マイコン５０から作動指示が入力された場合、ＦＥＴ６０のオン及びオフを交互に行う。これにより、変圧回路４７では、蓄電器４６の端子電圧の変圧、具体的には昇圧が行われる。
【００５５】
制御回路６１がＦＥＴ６０をオンにした場合、蓄電器４６の一端から、電流がコイルＬ３及びＦＥＴ６０の順に流れ、コイルＬ３に流れる電流の量が上昇する。制御回路６１がＦＥＴ６０をオンからオフに切替えた場合、蓄電器４６の一端から、電流がコイルＬ３及びダイオードＤ１の順に流れ、コイルＬ３に流れる電流の量が低下する。このとき、コイルＬ３は、蓄電器４６の端子電圧よりも高い電圧を、ダイオードＤ１３を介してコンデンサＣ２の両端間に印加する。ここで、コンデンサＣ２の両端間に印加される電圧は、低下する電流の傾きが大きい程高い。
【００５６】
コンデンサＣ２は、ダイオードＤ１３を介して印加された電圧を平滑し、平滑した電圧をＦＥＴ４２，４３に向けて出力する。制御回路６１は、ＦＥＴ６０について、オンからオフへの切替え、又は、オフからオンへの切替えを周期的に行い、１周期におけるオン期間の割合、所謂、デューティを調整する。デューティが大きい程、変圧回路４７から出力される電圧は高い。
制御回路６１は、マイコン５０から停止指示が入力された場合、ＦＥＴ６０をオフに維持し、蓄電器４６の端子電圧の変圧を停止させる。
【００５７】
制御回路６１には、検出回路４８が検出した電圧、具体的には、抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧された電圧が入力される。制御回路６１は、検出回路４８から入力された電圧に基づいて、ＦＥＴ６０のオン及びオフに係るデューティを調整することによって、変圧回路４７の出力電圧を目標電圧に調整する。
なお、コンデンサＣ１は、容量が小さい雑音除去用のコンデンサである。
【００５８】
制御回路６１夫々には、ダイオードＤ１０，Ｄ１１，Ｄ１２の１つを介して電力が供給される。
レギュレータ４９には、イグニッションスイッチ１１の他端における電圧、蓄電器４６の端子電圧、及び、ＦＥＴ４３のドレインにおける電圧の中で最も高い電圧が入力される。レギュレータ４９は、入力された電圧を、マイコン５０を作動させるためにマイコン５０に出力すべき一定の作動電圧、例えば５Ｖに降圧し、該作動電圧をマイコン５０に出力する。これにより、マイコン５０に電力が供給される。
【００５９】
イグニッションスイッチ１１の他端における電圧が、蓄電器４６の端子電圧、及び、ＦＥＴ４３のドレインにおける電圧のいずれよりも高い場合、マイコン５０及び制御回路６１夫々には、バッテリ１０から電力が供給される。
ＦＥＴ４３のドレインにおける電圧が、イグニッションスイッチ１１の他端における電圧、及び、蓄電器４６の端子電圧のいずれよりも高い場合、マイコン５０及び制御回路６１夫々には、変圧回路４７から電力が供給される。
【００６０】
蓄電器４６の端子電圧が、イグニッションスイッチ１１の他端における電圧、及び、ＦＥＴ４３のドレインにおける電圧のいずれよりも高い場合、マイコン５０及び制御回路６１夫々には、蓄電器４６から電力が供給される。
【００６１】
バッテリ１０の正極がイグニッションスイッチ１１の一端に正常に接続されている場合において、イグニッションスイッチ１１及びＦＥＴ４２，４３がオンであって変圧回路４７が作動しているとき、バッテリ１０の端子電圧は、蓄電器４６の端子電圧、及び、変圧回路４７の出力電圧のいずれよりも高い。変圧回路４７では昇圧が行われているため、バッテリ１０の端子電圧の次に、変圧回路４７の出力電圧が高い。蓄電器４６の端子電圧が最も低い。
【００６２】
マイコン５０は、ダイオードＤ１０，Ｄ１１，Ｄ１２の１つを介して電力が供給されている場合に作動し、供給されている電力が一定電力未満となった場合に動作を停止する。マイコン５０は、図示しないＣＰＵと、制御プログラムが記憶されている図示しないメモリとを有する。ＣＰＵが制御プログラムを実行することによって、マイコン５０はモータ１５への給電を制御する給電制御処理を実行する。
【００６３】
給電制御処理では、マイコン５０は、駆動回路５１に指示して、ＦＥＴ４０，４１をオン又はオフにする。更に、マイコン５０は、駆動回路５２，５３，５４夫々に指示して、ＦＥＴ４２，４３，４４をオン又はオフにする。マイコン５０には衝突信号が入力される。マイコン５０は、衝突信号の内容に基づいて、ＦＥＴ４０，４１，４２，４３，４４をオン又はオフにする。マイコン５０は制御部として機能する。
【００６４】
図４はマイコン５０が実行する給電制御処理の手順を示すフローチャートである。エンジンが作動してイグニッションスイッチ１１がオンとなった場合、バッテリ１０からイグニッションスイッチ１１、ダイオードＤ１０及びレギュレータ４９を介して、マイコン５０に電力が供給される。この電力供給によって、マイコン５０は作動し、給電制御処理を周期的に実行する。
【００６５】
給電制御処理では、まず、マイコン５０は、入力されている衝突信号が車両の衝突を示しているか否かを判定する（ステップＳ１）。マイコン５０は、衝突信号が車両の衝突を示していないと判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）、駆動回路５１に指示して、ＦＥＴ４０，４１をオンにし（ステップＳ２）、駆動回路５２，５３，５４に指示して、ＦＥＴ４２，４３，４４をオフする（ステップＳ３）。その後、マイコン５０は、制御回路６１に停止指示を出力することによって、変圧回路４７に動作を停止させる（ステップＳ４）。マイコン５０は、ステップＳ４を実行した後、給電制御処理を終了する。マイコン５０は、次の周期が到来した場合、再び給電制御処理を実行する。
【００６６】
以上のように、衝突信号が車両の衝突を示していない間、ＦＥＴ４０，４１がオンであり、ＦＥＴ４２，４３，４４がオフであり、変圧回路４７は動作を停止している。この状態で、制御装置１６がダイオードＤ１，Ｄ２のいずれかのカソードを接地させた場合、バッテリ１０に蓄えられている電力がＦＥＴ４０，４１を介してモータ１５に供給され、モータ１５がドアのロック又はアンロックを行う。このとき、ダイオードＤ５のカソードはダイオードＤ６のカソードに接続されているため、バッテリ１０からＦＥＴ４０，４１を介して検出回路４８に電流が流れることはない。このため、検出回路４８でバッテリ１０に蓄えられている電力が無駄に消費されず、給電装置１２の消費電力は低い。
【００６７】
衝突信号が車両の衝突を示すことなく、エンジンが停止してイグニッションスイッチ１１がオフとなった場合、マイコン５０には蓄電器４６に蓄えられている電力が供給され、マイコン５０は給電制御処理を継続する。蓄電器４６が蓄えている電力が一定電力未満となった場合、マイコン５０は動作を停止する。このとき、ＦＥＴ４０，４１，４２，４３，４４夫々のゲートの電位は接地電位となる。ＦＥＴ４０のドレインにバッテリ１０の正極が接続されている。このため、ＦＥＴ４０，４１夫々について、ゲートの電位が接地電位である場合、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が一定電圧未満に維持される。結果、ＦＥＴ４０，４１はオンに維持される。
【００６８】
マイコン５０が動作を停止した時点では、蓄電器４６の端子電圧は十分に低く、ＦＥＴ４２，４３夫々におけるソースの電位は接地電位に略一致する。このため、ＦＥＴ４２，４３夫々について、ソースの電位を基準としたゲートの電圧は、略ゼロボルトであり、負の一定電圧以上に維持される。従って、少なくとも、マイコン５０が動作を停止してからイグニッションスイッチ１１がオンになるまでの間、ＦＥＴ４２，４３はオフに維持される。ダイオードＤ５のカソードはダイオードＤ６のカソードに接続されているため、マイコン５０が動作を停止してからイグニッションスイッチ１１がオンになるまでの間に、バッテリ１０に蓄えられている電力がＦＥＴ４０，４１を介してマイコン５０に供給されることはなく、消費電力が更に低い。
【００６９】
ＦＥＴ４４について、ゲートの電位が接地電位である場合、ソースの電位を基準としたゲートの電圧は略ゼロであり、正の一定電圧未満である。このため、マイコン５０が動作を停止している場合、ＦＥＴ４４はオフである。
【００７０】
マイコン５０は、入力された衝突信号が車両の衝突を示していると判定した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、駆動回路５１に指示して、ＦＥＴ４０，４１をオフにし（ステップＳ５）、駆動回路５２，５３，５４に指示して、ＦＥＴ４２，４３，４４をオンする（ステップＳ６）。その後、マイコン５０は、制御回路６１に作動指示を出力することによって、変圧回路４７を作動させる（ステップＳ７）。マイコン５０は、ステップＳ７を実行した後、給電制御処理を終了し、再び給電制御処理を実行することなない。
【００７１】
前述したように、衝突信号が車両の衝突を示した場合、制御装置１６はダイオードＤ１のカソードを開放させる。マイコン５０がステップＳ５〜Ｓ７を実行した場合、変圧回路４７は、蓄電器４６の端子電圧を変圧し、変圧した電圧を、ＦＥＴ４２へ出力する。変圧回路４７のこの出力電圧は、ＦＥＴ４２からロックリレー１３及びアンロックリレー１４夫々が有するＮＯ端子２０ｃ，３０ｃに向けて出力される。
【００７２】
そして、ＦＥＴ４４がオンであるため、電流が変圧回路４７からＦＥＴ４２、コイルＬ２、ダイオードＤ９、ＦＥＴ４４の順に流れ、リレー接点３０のＣＯＭ端子３０ａはＮＯ端子３０ｃに接続される。これにより、給電装置１２は、蓄電器４６に蓄えられた電力を、ＦＥＴ４２を介してモータ１５に供給する。このとき、電流が変圧回路４７からＦＥＴ４２、ＮＯ端子３０ｃ、ＣＯＭ端子３０ａ、モータ１５、ＣＯＭ端子２０ａ及びＮＣ端子２０ｂの順に流れるので、モータ１５はドアをアンロックする。
【００７３】
変圧回路４７は、検出回路４８から出力された出力電圧に係る電圧に基づいて、出力電圧を目標電圧に調整している。変圧回路４７は、出力電圧を、ＦＥＴ４３及びダイオードＤ１２を介して、レギュレータ４９に出力する。レギュレータ４９は、前述したように、変圧回路４７から入力された電圧を作動電圧に降圧し、作動電圧をマイコン５０に出力する。これにより、マイコン５０に電力が供給される。
【００７４】
以上のように、変圧回路４７は、ＦＥＴ４３を介してマイコン５０に電力を供給する。変圧回路４７の出力電圧は目標電圧に調整されているため、確実にマイコン５０を作動させるための作動電圧を超えている。このため、マイコン５０に安定した電力を供給することができる。
蓄電器４６が蓄えている電力が一定電力未満となった場合、マイコン５０は動作を停止する。
【００７５】
ＦＥＴ４０，４１がオンであってＦＥＴ４２，４３がオフである場合に、バッテリ１０からＦＥＴ４０，４１を介して検出回路４８に電流が流れることを防止する構成として、変圧回路４７を、ＦＥＴ４３のソースではなく、ＦＥＴ４３のドレインに接続する構成が考えられる。このような構成を有する給電装置では、大きさが同じ電流がＦＥＴ４２，４３を流れるので、ＦＥＴ４３はＦＥＴ４２と同様の容量を有する必要があり、ＦＥＴ４３のサイズはＦＥＴ４２のサイズと略同じである。従って、ＦＥＴ４３として、大型で高価なＦＥＴを用いなければならない。結果、ＦＥＴ４３のドレインが変圧回路４７に接続される前記給電装置には、サイズが大型であり、製造費用が嵩むという問題がある。
【００７６】
一方、給電装置１２においては、検出回路４８の抵抗Ｒ１，Ｒ２夫々の抵抗値は大きい。このため、ＦＥＴ４２，４３がオンであって変圧回路４７が作動している場合に、ＦＥＴ４３に流れる電流の量は、ＦＥＴ４２に流れる電流の量よりも小さい。このため、ＦＥＴ４３として、容量が小さい小型で安価なＦＥＴを用いることができる。このようなＦＥＴ４３を有する給電装置１２は小型であり、安価に製造される。給電装置１２が小型であることは、空間が限定的である車両に搭載される装置として好ましい。
【００７７】
なお、ＦＥＴ４２，４３はＰチャネル型のＦＥＴに限定されず、Ｎチャネル型のＦＥＴであってもよい。この場合、ＦＥＴ４２，４３のドレイン及びソースの接続先が、ＦＥＴ４２，４３がＰチャネル型のＦＥＴである場合における接続先と逆である。このとき、ダイオードＤ５，Ｄ６夫々のカソードはＦＥＴ４２，４３のドレインに接続され、ダイオードＤ５，Ｄ６夫々のアノードはＦＥＴ４２，４３のソースに接続される。
【００７８】
また、給電装置１２において、ＦＥＴ４０のソースがＦＥＴ４１のソースに接続される構成ではなく、ＦＥＴ４０のドレインがＦＥＴ４１のドレインに接続される構成であってもよい。
更に、ＦＥＴ６０は、スイッチとして機能すればよいため、Ｐチャネル型のＦＥＴに限定されず、Ｎチャネル型のＦＥＴであってもよい。また、ＦＥＴ６０の代わりに例えばバイポーラトランジスタを用いてもよい。
【００７９】
また、変圧回路４７の構成は、蓄電器４６の端子電圧を変圧する構成であればよいため、蓄電器４６の端子電圧を昇圧する構成に限定されず、例えば、蓄電器４６の端子電圧を降圧する構成であってもよい。
【００８０】
開示された実施の形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８１】
１０  バッテリ
１２  給電装置
４０，４１  ＦＥＴ（スイッチ）
４２  ＦＥＴ（第１半導体スイッチ）
４３  ＦＥＴ（第２半導体スイッチ）
４６  蓄電器
４７  変圧回路
４８  検出回路
５０  マイコン（制御部）
【図１】
2017024550.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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