特開 2023-168009 電力供給装置、及び車両制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023168009

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】電力供給装置、及び車両制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02N 11/08 20060101AFI20231116BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20231116BHJP

   F02N 11/10 20060101ALI20231116BHJP

   H02J 7/24 20060101ALI20231116BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20231116BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

F02N11/08 X

B60R16/02 645D

F02N11/08 L

F02N11/10 E

H02J7/24 C

H02H7/18

H02J7/00 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022079602

(22)【出願日】2022-05-13

(71)【出願人】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(74)【代理人】

【識別番号】100206391

【弁理士】

【氏名又は名称】柏野 由布子

(74)【代理人】

【識別番号】100188891

【弁理士】

【氏名又は名称】丹野 拓人

(72)【発明者】

【氏名】大崎 真吾

(72)【発明者】

【氏名】松元 賢斗

【テーマコード（参考）】

5G053

5G060

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G053AA01

5G053AA08

5G053BA01

5G053BA04

5G053CA01

5G053EA01

5G053EC03

5G053EC05

5G053FA05

5G060CA13

5G060DA01

5G060DA03

5G060DB07

5G060DB09

5G503AA07

5G503BB01

5G503CC02

5G503FA15

5G503GA01

5G503GD03

5G503GD06

(57)【要約】

【課題】構成を簡素化することができるとともに、エネルギー変換効率を向上する。
【解決手段】電力供給装置は、電動機を駆動するインバータ部とバッテリとの間に配置され、前記インバータ部の電力供給線に前記バッテリから供給される電力を供給している供給状態と、前記インバータ部の電力供給線に前記電力を停止している停止状態とを切り替える半導体リレーと、前記半導体リレーを駆動するリレー駆動部と、前記インバータ部を駆動するインバータ駆動部及び前記リレー駆動部を駆動させる駆動電圧を生成する駆動電圧生成部とを備え、車両の制御を行う車両制御装置が、前記半導体リレー、前記リレー駆動部、及び前記駆動電圧生成部を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動機を駆動するインバータ部とバッテリとの間に配置され、前記インバータ部の電力供給線に前記バッテリから供給される電力を供給している供給状態と、前記インバータ部の電力供給線に前記電力を停止している停止状態とを切り替える半導体リレーと、
前記半導体リレーを駆動するリレー駆動部と、
前記インバータ部を駆動するインバータ駆動部及び前記リレー駆動部を駆動させる駆動電圧を生成する駆動電圧生成部と
を備え、
車両の制御を行う車両制御装置が、前記半導体リレー、前記リレー駆動部、及び前記駆動電圧生成部を備える
ことを特徴とする電力供給装置。

【請求項2】

前記車両制御装置は、
前記バッテリが、逆の向きに接続された逆接状態である場合に、前記半導体リレーを前記停止状態に切り替える逆接保護部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。

【請求項3】

前記逆接保護部は、前記バッテリが前記逆接状態であることを検出するツェナーダイオードを備える
ことを特徴とする請求項２に記載の電力供給装置。

【請求項4】

前記車両制御装置は、
前記インバータ部の電力供給線に流れる電流が、閾値電流以上である場合に、前記半導体リレーを前記停止状態に切り替える過電流保護部を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の電力供給装置。

【請求項5】

前記過電流保護部は、
前記インバータ部の電力供給線に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した前記電流が、閾値電流以上である場合に、前記半導体リレーを前記停止状態に切り替える切替部と
を備えることを特徴とする請求項４に記載の電力供給装置。

【請求項6】

前記車両制御装置は、
前記半導体リレーの切り替え制御、及び前記インバータ部の駆動制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記車両を始動させるメインスイッチの状態に応じて、前記半導体リレーの切り替え制御を実行する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電力供給装置。

【請求項7】

車両の制御を行う車両制御装置であって、
電動機を駆動するインバータ部とバッテリとの間に配置され、前記インバータ部の電力供給線に前記バッテリから供給される電力を供給している供給状態と、前記インバータ部の電力供給線に前記電力を停止している停止状態とを切り替える半導体リレーと、
前記半導体リレーを駆動するリレー駆動部と、
前記インバータ部を駆動するインバータ駆動部及び前記リレー駆動部を駆動させる駆動電圧を生成する駆動電圧生成部と、
前記半導体リレーの切り替え制御、及び前記インバータ部の駆動制御を行う制御部と
を備えることを特徴とする車両制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力供給装置、及び車両制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動二輪車などの車両に電力を供給する電力供給装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような電力供給装置では、車両制御装置とバッテリとの間に、保護用のヒューズやリレースイッチを配置していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－９８０３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述のような従来の電力供給装置では、車両制御装置とバッテリとの間に、ヒューズやリレースイッチを配置するために、車両内の部品や配線のレイアウトが困難になったり、引き回しによる配線長の増加によりエネルギー変換効率が低下する問題があった。

【0005】

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、構成を簡素化することができるとともに、エネルギー変換効率を向上させることができる電力供給装置、及び車両制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、電動機を駆動するインバータ部とバッテリとの間に配置され、前記インバータ部の電力供給線に前記バッテリから供給される電力を供給している供給状態と、前記インバータ部の電力供給線に前記電力を停止している停止状態とを切り替える半導体リレーと、前記半導体リレーを駆動するリレー駆動部と、前記インバータ部を駆動するインバータ駆動部及び前記リレー駆動部を駆動させる駆動電圧を生成する駆動電圧生成部とを備え、車両の制御を行う車両制御装置が、前記半導体リレー、前記リレー駆動部、及び前記駆動電圧生成部を備えることを特徴とする電力供給装置である。

【0007】

また、本発明の一態様は、上記の電力供給装置において、前記車両制御装置は、前記バッテリが、逆の向きに接続された逆接状態である場合に、前記半導体リレーを前記停止状態に切り替える逆接保護部を備えることを特徴とする。

【0008】

また、本発明の一態様は、上記の電力供給装置において、前記逆接保護部は、前記バッテリが前記逆接状態であることを検出するツェナーダイオードを備えることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の一態様は、上記の電力供給装置において、前記車両制御装置は、前記インバータ部の電力供給線に流れる電流が、閾値電流以上である場合に、前記半導体リレーを前記停止状態に切り替える過電流保護部を備えることを特徴とする。

【0010】

また、本発明の一態様は、上記の電力供給装置において、前記過電流保護部は、前記インバータ部の電力供給線に流れる電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部が検出した前記電流が、閾値電流以上である場合に、前記半導体リレーを前記停止状態に切り替える切替部とを備えることを特徴とする。

【0011】

また、本発明の一態様は、上記の電力供給装置において、前記車両制御装置は、前記半導体リレーの切り替え制御、及び前記インバータ部の駆動制御を行う制御部を備え、前記制御部は、前記車両を始動させるメインスイッチの状態に応じて、前記半導体リレーの切り替え制御を実行することを特徴とする。

【0012】

また、本発明の一態様は、車両の制御を行う車両制御装置であって、電動機を駆動するインバータ部とバッテリとの間に配置され、前記インバータ部の電力供給線に前記バッテリから供給される電力を供給している供給状態と、前記インバータ部の電力供給線に前記電力を停止している停止状態とを切り替える半導体リレーと、前記半導体リレーを駆動するリレー駆動部と、前記インバータ部を駆動するインバータ駆動部及び前記リレー駆動部を駆動させる駆動電圧を生成する駆動電圧生成部と、前記半導体リレーの切り替え制御、及び前記インバータ部の駆動制御を行う制御部とを備えることを特徴とする車両制御装置である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、電力供給装置では、車両制御装置が、バッテリからインバータ部の電力供給線に供給される電力の供給状態と、停止状態とを切り替える半導体リレーを備え、駆動電圧生成部を、インバータ部の駆動電圧と半導体リレー駆動電圧との生成において共通化した。これにより、電力供給装置は、外付けのリレースイッチが不要になり、外部配線を短くすることができるため、構成を簡素化することができるとともに、エネルギー変換効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態による電力供給装置の一例を示すブロック図である。

【図2】本実施形態における半導体リレー、リレー駆動部、逆接保護部、及び過電流保護部の一例を示すブロック図である。

【図3】本実施形態による電力供給装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図4】本実施形態における逆接保護部の遷移表を示す図である。

【図5】本実施形態における過電流保護部の動作の一例を示すフローチャートである。

【図6】本実施形態における過電流保護部の動作の一例を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施形態による電力供給装置、及び車両制御装置を図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態による電力供給装置１の一例を示すブロック図である。

【0016】

図１に示すように、電力供給装置１は、ＥＣＵ１０と、ヒューズ（３、６）と、メインスイッチ４とを備えている。電力供給装置１は、例えば、自動二輪車などの車両に電力を供給する。なお、電力供給装置１には、バッテリ２、ＥＦＩ負荷部５、一般負荷部７、及びＩＳＧ８が接続されている。

【0017】

バッテリ２は、例えば、鉛蓄電池であり、＋（プラス）電極（正極）が、ノードＮ１に接続されており、－（マイナス）電極（負極）が、グランド端子に接続されている。バッテリ２は、インバータ部１３を介して、ＩＳＧ８に電力を供給するとともに、メインスイッチ４を介して、ＥＦＩ負荷部５及び一般負荷部７、等に電力を供給する。また、バッテリ２は、インバータ部１３を介して、ＩＳＧ８から発生した電力により充電される。

【0018】

ヒューズ３は、バッテリ２の＋電極（ノードＮ１）と、メインスイッチ４の一端（ノードＮ２）との間に接続され、メインスイッチ４を介して、主に、ＥＦＩ負荷部５とＥＣＵ１０とに異常な過電流が流れた場合に、バッテリ２とメインスイッチ４との間の接続を遮断する。

【0019】

メインスイッチ４は、例えば、車両を始動させるスイッチであり、オン状態において、ＥＦＩ負荷部５及び一般負荷部７、等にバッテリ２の電力を供給する。

【0020】

ＥＦＩ（Electronic Fuel Injection）負荷部５は、主に電子制御燃料噴射装置であるＥＦＩを含む負荷部である。

【0021】

ヒューズ６は、メインスイッチ４の一端（ノードＮ３）と、一般負荷部７との間に接続され、一般負荷部７に異常な過電流が流れた場合に、一般負荷部７とメインスイッチ４との間の接続を遮断する。

【0022】

一般負荷部７は、ＥＦＩ負荷部５やＩＳＧ８によるエンジン（発動機）の始動に関する負荷を除いた負荷であり、例えば、ヘッドランプやテールランプ、等の灯火系統の負荷である。

【0023】

ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）８は、モーター機能付き発電機であり、エンジンの始動装置（スターター）と充電装置（ジェネレータ）と両方として機能する。なお、ＩＳＧ８は、電動機の一例である。

【0024】

ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０は、車両の制御を行う車両制御装置である。ＥＣＵ１０は、半導体リレー１１と、リレー駆動部１２と、インバータ部１３と、駆動電圧生成部１４と、制御部１５と、インバータ駆動部１６と、ＥＦＩ駆動部１７と、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）１８と、逆接保護部２０と、過電流保護部３０とを備えている。

【0025】

半導体リレー１１は、インバータ部１３とバッテリ２との間に配置され、インバータ部１３の電力供給線Ｌ１にバッテリ２から供給される電力を供給している供給状態（オン状態）と、インバータ部１３の電力供給線Ｌ１に電力を停止している停止状態（オフ状態）とを切り替える。半導体リレー１１は、逆接保護部２０を介して、バッテリ２の供給線（ノードＮ１）と接続されている。また、半導体リレー１１は、過電流保護部３０を介して、インバータ部１３の電力供給線Ｌ１に接続されている。なお、半導体リレー１１の詳細な構成については、図２を参照して後述する。

【0026】

リレー駆動部１２は、駆動電圧生成部１４が生成した制御電圧を用いて、半導体リレー１１を駆動するドライバである。リレー駆動部１２は、後述する制御部１５の制御信号Ｓ１に基づいて、リレー駆動部１２の状態を切り替える駆動信号を生成する。

【0027】

インバータ部１３は、バッテリ２から半導体リレー１１を介して電力供給線Ｌ１に供給された直流電力を交流電力に変換して、ＩＳＧ８を駆動する。また、ＩＳＧ８を発電機として用いた場合に、発電された交流電力をバッテリ２の充電用の直流電力に変換する同期整流回路として機能する。

【0028】

インバータ部１３は、ＦＥＴ１３１～ＦＥＴ１３６を備える。
ＦＥＴ１３１～ＦＥＴ１３６のそれぞれは、インバータ駆動部１６から供給される駆動信号によりスイッチングされる。

【0029】

ＦＥＴ１３１とＦＥＴ１３２は、Ｎ型チャネルＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）ＦＥＴであり、電力供給線Ｌ１とグランド線との間に直列に接続されている。また、ＦＥＴ１３１のソース端子と、ＦＥＴ１３２のドレイン端子とは、ノードＮ４に接続されており、ノードＮ４からＩＳＧ８の駆動信号である交流信号Ｕを出力する。

【0030】

ＦＥＴ１３３とＦＥＴ１３４は、Ｎ型チャネルＭＯＳＦＥＴであり、電力供給線Ｌ１とグランド線との間に直列に接続されている。また、ＦＥＴ１３３のソース端子と、ＦＥＴ１３４のドレイン端子とは、ノードＮ５に接続されており、ノードＮ５からＩＳＧ８の駆動信号である交流信号Ｖを出力する。

【0031】

ＦＥＴ１３５とＦＥＴ１３６は、Ｎ型チャネルＭＯＳＦＥＴであり、電力供給線Ｌ１とグランド線との間に直列に接続されている。また、ＦＥＴ１３５のソース端子と、ＦＥＴ１３６のドレイン端子とは、ノードＮ６に接続されており、ノードＮ６からＩＳＧ８の駆動信号である交流信号Ｗを出力する。

【0032】

駆動電圧生成部１４は、インバータ駆動部１６及びリレー駆動部１２を駆動させる駆動電圧を生成する。駆動電圧生成部１４は、例えば、メインスイッチ４がオン状態にされることにより、ノードＮ３から供給される電力に基づいて、インバータ駆動部１６及びリレー駆動部１２の駆動電圧を生成する。駆動電圧生成部１４は、生成した駆動電圧を、リレー駆動部１２及びインバータ駆動部１６に供給する。

【0033】

制御部１５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含み、ＥＣＵ１０を制御する。制御部１５は、例えば、半導体リレー１１の切り替え制御、及びインバータ部１３の駆動制御を行う。

【0034】

制御部１５は、例えば、メインスイッチ４の状態に応じて、半導体リレー１１の切り替え制御を実行する。制御部１５は、メインスイッチ４がオン状態である場合に、半導体リレー１１をオン状態（供給状態）に制御する。また、制御部１５は、メインスイッチ４がオフ状態である場合に、半導体リレー１１をオフ状態（停止状態）に制御する。

【0035】

制御部１５は、メインスイッチ４の状態に応じて、半導体リレー１１を制御する制御信号Ｓ１の論理状態を変更する。なお、制御部１５は、エンジン始動の場合、及びＩＳＧ８の発電電力をバッテリ２に充電する場合以外の期間に、半導体リレー１１をオフ状態（停止状態）に制御するようにしてもよい。

【0036】

また、制御部１５は、エンジン始動の場合、及びにＩＳＧ８の発電電力をバッテリ２に充電する場合に、インバータ部１３を駆動する制御信号をインバータ駆動部１６に出力する。

【0037】

インバータ駆動部１６は、制御部１５が出力する制御信号に基づいて、インバータ部１３の駆動信号を生成する。インバータ駆動部１６は、生成した駆動信号を、インバータ部１３のＦＥＴ１３１～ＦＥＴ１３６のゲート端子に供給する。インバータ駆動部１６は、駆動電圧生成部１４が生成した駆動電圧を用いて、インバータ部１３のＦＥＴ１３１～ＦＥＴ１３６の制御信号を生成し、ＦＥＴ１３１～ＦＥＴ１３６をスイッチングする。

【0038】

なお、制御部１５には、バッテリ２から供給された電力を、制御回路用の電源電圧に変換した電力が常時供給され、駆動電圧生成部１４には、メインスイッチ４を介して、バッテリ２から供給された電力が、供給されているものとする。

【0039】

ＥＦＩ駆動部１７は、ＥＦＩ負荷部５の駆動を実行する。
ＦＥＴ１８は、Ｎ型チャネルＭＯＳＦＥＴであり、一般負荷部７とグランド線との間に配置され、一般負荷部７に電力を供給する。ＦＥＴ１８は、制御部１５により制御され、ＥＦＩ負荷部５を使用する場合に、オン状態に制御される。

【0040】

逆接保護部２０は、ノードＮ１と、半導体リレー１１との間に配置され、バッテリ２が、逆の向きに接続された逆接状態である場合に、半導体リレー１１を停止状態に切り替える。なお、逆接保護部２０の詳細な構成については、図２を参照して後述する。

【0041】

過電流保護部３０は、半導体リレー１１とインバータ部１３との間に配置され、インバータ部１３の電力供給線Ｌ１に流れる電流が、閾値電流以上である場合に、半導体リレー１１を停止状態に切り替える。なお、過電流保護部３０の詳細な構成については、図２を参照して後述する。

【0042】

次に、図２を参照して、半導体リレー１１、リレー駆動部１２、逆接保護部２０、及び過電流保護部３０の詳細な構成について説明する。
図２は、本実施形態における半導体リレー１１、リレー駆動部１２、逆接保護部２０、及び過電流保護部３０の一例を示すブロック図である。

【0043】

図２に示すように、半導体リレー１１は、ＦＥＴ１１１及びＦＥＴ１１２と、抵抗１１３～抵抗１１６とを備える。
ＦＥＴ１１１は、Ｎ型チャネルＭＯＳＦＥＴであり、ソース端子がノードＮ７に、ドレイン端子がノードＮ１に、ゲート端子がノードＮ８に接続されている。

【0044】

ＦＥＴ１１２は、Ｎ型チャネルＭＯＳＦＥＴであり、ソース端子がノードＮ７に、ドレイン端子が過電流保護部３０を介して電力供給線Ｌ１に、ゲート端子がノードＮ９に接続されている。
なお、ＦＥＴ１１１とＦＥＴ１１２とは、ボディダイオードが逆向きになるように、直列に接続されている。

【0045】

抵抗１１３及び抵抗１１４は、ノードＮ１０とノードＮ７との間に直列に接続されており、抵抗１１３と抵抗１１４との間の接続線であるノードＮ８が、ＦＥＴ１１１のゲート端子に接続されている。具体的に、抵抗１１３は、ノードＮ１０とノードＮ８との間に接続され、抵抗１１４は、ノードＮ８とノードＮ７との間に接続されている。

【0046】

抵抗１１５及び抵抗１１６は、ノードＮ１０とノードＮ７との間に直列に接続されており、抵抗１１５と抵抗１１６との間の接続線であるノードＮ９が、ＦＥＴ１１２のゲート端子に接続されている。具体的に、抵抗１１５は、ノードＮ１０とノードＮ９との間に接続され、抵抗１１６は、ノードＮ９とノードＮ７との間に接続されている。

【0047】

リレー駆動部１２は、駆動電圧生成部１４と、ノードＮ１０との間に接続され、抵抗１２１と、トランジスタ１２２とを備えている。
抵抗１２１は、ノードＮ１０と、トランジスタ１２２のコレクタ端子との間に接続されており、トランジスタ１２２のコレクタ電流を制限する。

【0048】

トランジスタ１２２は、ＰＮＰバイポーラトランジスタであり、エミッタ端子が駆動電圧生成部１４からの供給線に、ベース端子が、制御部１５の制御信号Ｓ１の信号線に、コレクタ端子が、抵抗１２１の一端に、それぞれ接続されている。

【0049】

トランジスタ１２２は、制御信号Ｓ１がＬ状態（Ｌｏｗ状態）である場合に、オン状態になり、ノードＮ１０に駆動電圧生成部１４の駆動電圧を供給して、ＦＥＴ１１１及びＦＥＴ１１２をオン状態にする。また、トランジスタ１２２は、制御信号Ｓ１がオープン状態（Ｈｉ－Ｚ状態）である場合に、オフ状態になり、ノードＮ１０に駆動電圧を供給を停止し、ＦＥＴ１１１及びＦＥＴ１１２をオフ状態にする。

【0050】

逆接保護部２０は、ダイオード２１と、トランジスタ２２と、抵抗２３と、ツェナーダイオード２４とを備える。
ダイオード２１は、アノード端子がトランジスタ２２のエミッタ端子に、カソード端子が、ノードＮ１に接続されている。ダイオード２１は、バッテリ２が逆方向に接続された場合に、電流が流れるように接続されている。

【0051】

トランジスタ２２は、ＮＰＮバイポーラトランジスタであり、コレクタ端子がノードＮ１０に、ベース端子が抵抗２３の一端に、エミッタ端子がダイオード２１のアノード端子に、それぞれ接続されている。トランジスタ２２は、バッテリ２が正常に接続されいぇいる場合に、オフ状態になる。また、トランジスタ２２は、バッテリ２が逆方向に接続された場合に、オン状態になり、半導体リレー１１（ＦＥＴ１１１とＦＥＴ１１２）をオフ状態（停止状態）にする。

【0052】

抵抗２３は、トランジスタ２２のベース端子と、ツェナーダイオード２４のアノード端子との間に接続され、トランジスタ２２のベース電流を制限する。
ツェナーダイオード２４は、アノード端子が抵抗２３に、カソード端子がグランド線に接続され、バッテリ２が逆接状態であることを検出する。ツェナーダイオード２４は、バッテリ２が逆方向に接続された逆接状態である場合に、オン状態になって、トランジスタ２２をオン状態にする。

【0053】

過電流保護部３０は、電流検出部３１と、切替部３２とを備えている。
電流検出部３１は、インバータ部１３の電力供給線Ｌ１に流れる電流を検出する。電流検出部３１は、例えば、電力供給線Ｌ１に流れる電流を抵抗３１１により電圧に変換して、電力供給線Ｌ１に流れる電流を検出する。電流検出部３１は、抵抗３１１と、差動アンプ３１２とを備える。

【0054】

抵抗３１１は、電力供給線Ｌ１に配置され、両端の電位差により、電力供給線Ｌ１に流れる電流を電圧に変換するシャント抵抗である。抵抗３１１の両端は、差動アンプ３１２に接続されている。抵抗３１１は、電力供給線Ｌ１に流れる電流を電圧に変換する。

【0055】

差動アンプ３１２は、例えば、オペアンプであり、非反転入力端子（＋端子）が抵抗３１１の半導体リレー１１側の一端に、反転入力端子（－端子）が抵抗３１１のインバータ部１３側の一端（電力供給線Ｌ１）に、接続されている。差動アンプ３１２は、電力供給線Ｌ１に流れる電流を電圧差（抵抗３１１の両端の電位差）として検出して、切替部３２に出力する。

【0056】

切替部３２は、電流検出部３１が検出した電流が、閾値電流以上である場合に、半導体リレー１１を停止状態に切り替える。切替部３２は、過電流判定部３２１と、抵抗３２２と、トランジスタ３２３と、ダイオード３２４とを備える。

【0057】

過電流判定部３２１は、差動アンプ３１２の出力電圧が、閾値電圧Ｖｔｈ以上であるか否かによって、電流検出部３１が検出した電流が、閾値電流以上であるか否かを判定する。過電流判定部３２１は、差動アンプ３１２の出力電圧が、閾値電圧Ｖｔｈ以上である場合に、Ｈ状態を、抵抗３２２を介してトランジスタ３２３のベース端子に出力する。また、過電流判定部３２１は、差動アンプ３１２の出力電圧が、閾値電圧Ｖｔｈ未満である場合に、Ｌ状態を、抵抗３２２を介してトランジスタ３２３のベース端子に出力する。

【0058】

抵抗３２２は、過電流判定部３２１の出力線と、トランジスタ３２３のベース端子との間に配置され、トランジスタ３２３のベース電流を制限する。

【0059】

トランジスタ３２３は、ＮＰＮバイポーラトランジスタであり、コレクタ端子がダイオード３２４のカソード端子に、ベース端子が抵抗３２２の一端に、エミッタ端子がグランド線に、それぞれ接続されている。トランジスタ３２３は、過電流判定部３２１からＬ状態が出力された場合に、オフ状態になる。また、トランジスタ３２３は、過電流判定部３２１からＬ状態が出力された場合に、オフ状態になり、ノードＮ１０をＬ状態にして、半導体リレーをオフ状態（停止状態）にする。

【0060】

ダイオード３２４は、アノード端子がノードＮ１０に、カソード端子がトランジスタ３２３のコレクタ端子に接続され、ノードＮ１０への電流の逆流を防止する。

【0061】

次に、図面を参照して、本実施形態による電力供給装置１の動作について説明する。
図３は、本実施形態による電力供給装置１の動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、電力供給装置１による半導体リレー１１の制御処理について説明する。

【0062】

図３に示すように、電力供給装置１の制御部１５は、まず、メインスイッチ４がオン状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。制御部１５は、メインスイッチ４がオン状態である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０２に進める。また、制御部１５は、メインスイッチ４がオン状態でない（オフ状態である）場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０４に進める。

【0063】

ステップＳ１０２において、制御部１５は、半導体リレー１１をオン状態にする。制御部１５は、制御信号Ｓ１をＬ状態にして、トランジスタ１２２をオン状態にする。これにより、ノードＮ１０がＨ状態になり、半導体リレー１１（ＦＥＴ１１１とＦＥＴ１１２）がオン状態（供給状態）になる。

【0064】

次に、制御部１５は、異常を検出したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。制御部１５は、ＥＣＵ１０に何らかの異常が発生したか否かを、例えば、各種センサ（不図示）の検出により判定する。制御部１５は、異常を検出した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０４に進める。また、制御部１５は、異常を検出していない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0065】

ステップＳ１０４において、制御部１５は、半導体リレー１１をオフ状態にする。制御部１５は、制御信号Ｓ１をＨ状態にして、トランジスタ１２２をオフ状態にする。これにより、ノードＮ８及びノードＮ９がノードＮ７と同電位になり、半導体リレー１１（ＦＥＴ１１１とＦＥＴ１１２）がオフ状態（停止状態）になる。ステップＳ１０４の処理後に、制御部１５は、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0066】

次に、図４を参照して、本実施形態による逆接保護部２０の動作について説明する。
図４は、本実施形態における逆接保護部２０の遷移表を示す図である。

【0067】

図４に示す遷移表は、左から順に、「バッテリ接続」、「ノードＮ１」、「ＧＮＤ端子」、「トランジスタ２２」、及び「半導体リレー」の状態を示している。

【0068】

図４において、「バッテリ接続」が“正常接続”（正常接続の状態）である場合に、「ノードＮ１」が正電圧になり、「ＧＮＤ端子」（グランド端子）が“０Ｖ”となる。また、この場合、ツェナーダイオード２４により、トランジスタ２２のベース端子がＬ状態になり、「トランジスタ２２」が“オフ状態”になる。また、これにより、ノードＮ１０は、駆動電圧が供給された状態を維持するため、「半導体リレー」（半導体リレー１１）は、“オン状態となる。

【0069】

また、「バッテリ接続」が“逆接続”（逆接状態）である場合に、「ノードＮ１」が負電圧になり、「ＧＮＤ端子」（グランド端子）が“０Ｖ”となる。また、この場合、ツェナーダイオード２４はオン状態になり、トランジスタ２２のベース端子がＨ状態になり、「トランジスタ２２」が“オフ状態”になる。また、これにより、ノードＮ１０は、駆動電圧の供給が停止され、ノードＮ８及びノードＮ９がノードＮ７と同電位になるため、「半導体リレー」（半導体リレー１１）は、“オフ状態となる。

【0070】

このように、バッテリ２の接続が逆接状態である場合に、逆接保護部２０は、半導体リレー１１をオフ状態（停止状態）に切り替える制御を行う。

【0071】

次に、図５及び図６を参照して、本実施形態による過電流保護部３０の動作について説明する。
図５は、本実施形態における過電流保護部３０の動作の一例を示すフローチャートである。

【0072】

図５に示すように、過電流保護部３０は、まず、検出電流が閾値電流以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。過電流保護部３０の電流検出部３１が、電力供給線Ｌ１に流れる電流を電圧に変換して、過電流保護部３０の切替部３２の過電流判定部３２１が、電流検出部３１の差動アンプ３１２の出力電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する。なお、閾値電圧Ｖｔｈは、過電流を判定するための閾値電流に対応した電圧値である。過電流判定部３２１は、差動アンプ３１２の出力電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上（検出電流が閾値電流以上）である場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ２０２に進める。また、過電流判定部３２１は、差動アンプ３１２の出力電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満（検出電流が閾値電流未満）である場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）に、処理をステップＳ２０３に進める。

【0073】

ステップＳ２０２において、過電流保護部３０の切替部３２は、半導体リレー１１をオフ状態にする。切替部３２のトランジスタ３２３が、オン状態になるため、ノードＮ１０がグランド線の電位になり、半導体リレー１１（ＦＥＴ１１１及びＦＥＴ１１２）が、オフ状態（停止状態）になる。ステップＳ２０２の処理後に、処理をステップＳ２０１に戻す。

【0074】

また、ステップＳ２０３において、過電流保護部３０の切替部３２は、半導体リレー１１をオン状態にする。切替部３２のトランジスタ３２３が、オフ状態になるため、ノードＮ１０がグランド線がＨ状態（駆動電圧に相当する電圧）になり、半導体リレー１１（ＦＥＴ１１１及びＦＥＴ１１２）が、オン状態（供給状態）になる。ステップＳ２０３の処理後に、処理をステップＳ２０１に戻す。

【0075】

また、図６は、本実施形態における過電流保護部３０の動作の一例を示すタイミングチャートである。
図６において、波形Ｗ１～波形Ｗ４は、順に、抵抗３１１の両端の電位差（差動アンプ３１２の出力電圧）、過電流判定部３２１の出力の論理状態、制御信号Ｓ１の論理状態、及びノードＮ１０の論理状態の波形を示している。また、状態ＳＴ１は、半導体リレー１１の状態を示している。また、各波形及び状態ＳＴ１の横軸は、時間を示している。

【0076】

図６において、波形Ｗ１の抵抗３１１の両端の電位差が閾値電圧Ｖｔｈ未満である場合に、過電流保護部３０は、Ｌ状態を出力し（波形Ｗ２参照）、トランジスタ３２３がオフ状態になる。また、制御部１５は、制御信号Ｓ１をＬ状態にし（波形Ｗ３参照）、トランジスタ１２２をオン状態にする。その結果、ノードＮ１０に、駆動電圧生成部１４から駆動電圧が供給され、ノードＮ１０は、Ｈ状態になる（波形Ｗ４参照）。これにより、半導体リレー１１は、オン状態になる（状態ＳＴ１参照）。

【0077】

次に、時刻Ｔ１において、波形Ｗ１が閾値電圧Ｖｔｈ以上になると、過電流保護部３０は、Ｈ状態を出力し（波形Ｗ２参照）、トランジスタ３２３がオン状態になる。これにより、ノードＮ１０がグランド線と接続され、Ｌ状態になり（波形Ｗ４参照）、半導体リレー１１は、オフ状態になる（状態ＳＴ１参照）。

【0078】

次に、制御部１５が異常を検出して、時刻Ｔ２において、制御信号Ｓ１をオープン状態（Ｈｉ－Ｚ状態）にする（波形Ｗ３参照）。これにより、トランジスタ１２２がオフ状態になる。なお、制御信号Ｓ１をオープン状態（Ｈｉ－Ｚ状態）にすると、見た目では、Ｈ状態になる。
次に、時刻Ｔ３において、波形Ｗ１が閾値電圧Ｖｔｈ未満になると、過電流保護部３０は、Ｌ状態を出力し（波形Ｗ２参照）するが、制御信号Ｓ１がＨ状態であるため、半導体リレー１１は、オフ状態を維持される（状態ＳＴ１参照）。

【0079】

以上説明したように、本実施形態による電力供給装置１は、半導体リレー１１と、リレー駆動部１２と、駆動電圧生成部１４とを備える。半導体リレー１１は、ＩＳＧ８（電動機）を駆動するインバータ部１３とバッテリ２との間に配置され、インバータ部１３の電力供給線Ｌ１にバッテリ２から供給される電力を供給している供給状態と、インバータ部１３の電力供給線Ｌ１に電力を停止している停止状態とを切り替える。リレー駆動部１２は、半導体リレー１１を駆動する。駆動電圧生成部１４は、インバータ部１３を駆動するインバータ駆動部１６及びリレー駆動部１２を駆動させる駆動電圧を生成する。そして、車両の制御を行うＥＣＵ１０（車両制御装置）が、半導体リレー１１、リレー駆動部１２、及び駆動電圧生成部１４を備える。

【0080】

これにより、本実施形態による電力供給装置１は、ＥＣＵ１０が、バッテリ２からインバータ部１３の電力供給線Ｌ１に供給される電力の供給状態と、停止状態とを切り替える半導体リレー１１を備え、駆動電圧生成部１４を、インバータ部１３の駆動電圧と半導体リレー１１の駆動電圧との生成において共通化した。これにより、本実施形態による電力供給装置１は、例えば、外付けのリレースイッチが不要になり、外部配線を短くすることができるため、構成を簡素化することができるとともに、エネルギー変換効率を向上させることができる。すなわち、本実施形態による電力供給装置１は、外部配線及び外部素子（例えば、リレー部品など）の取り込みによる効率、重量、レイアウト性を向上させることができるとともに、駆動電圧（昇圧電源）の共通使用によるＥＣＵ１０内部のスペースを節約することができる。

【0081】

また、本実施形態では、電力供給装置１は、バッテリ２が、逆の向きに接続された逆接状態である場合に、半導体リレー１１を停止状態に切り替える逆接保護部２０を備える。また、ＥＣＵ１０が、逆接保護部２０を備える。

【0082】

これにより、本実施形態による電力供給装置１は、さらに、バッテリ２の逆接状態を適切に検出することができるとともに、逆接保護の機能を付与することによる外部配線及び外部素子を用いた場合と同等以上の信頼性を得ることができる。

【0083】

また、本実施形態では、逆接保護部２０は、バッテリ２が逆接状態であることを検出するツェナーダイオード２４を備える。
これにより、本実施形態による電力供給装置１は、ツェナーダイオード２４を用いることで、簡易な構成により、適切に、バッテリ２が逆接状態を判定することができる。

【0084】

また、本実施形態では、電力供給装置１は、インバータ部１３の電力供給線Ｌ１に流れる電流が、閾値電流以上である場合に、半導体リレー１１を停止状態に切り替える過電流保護部３０を備える。また、ＥＣＵ１０が、過電流保護部３０を備える。

【0085】

これにより、本実施形態による電力供給装置１は、さらに、インバータ部１３に過電流が流れたことを適切に検出することができるとともに、過電流保護の機能を付与することによる外部配線及び外部素子を用いた場合と同等以上の信頼性を得ることができる。

【0086】

また、本実施形態では、過電流保護部３０は、インバータ部１３の電力供給線Ｌ１に流れる電流を検出する電流検出部３１と、電流検出部３１が検出した電流が、閾値電流以上である場合に、半導体リレー１１を停止状態に切り替える切替部３２とを備える。

【0087】

これにより、本実施形態による電力供給装置１は、簡易な構成により適切にインバータ部１３に過電流が流れたことを検出することができるとともに、過電流に対する保護機能を追加することができる。

【0088】

また、本実施形態では、電力供給装置１は、半導体リレー１１の切り替え制御、及びインバータ部１３の駆動制御を行う制御部１５を備える。制御部１５は、車両を始動させるメインスイッチ４の状態に応じて、半導体リレー１１の切り替え制御を実行する。また、ＥＣＵ１０は、制御部１５を備える。
これにより、本実施形態による電力供給装置１は、簡易な構成により適切に半導体リレー１１の切り替え制御を実行することができる。

【0089】

また、本実施形態では、半導体リレー１１は、ボディダイオードを逆向きにして直列のに接続した２つのＭＯＳトランジスタを備える。
これにより、本実施形態による電力供給装置１は、簡易な構成により、バッテリ２とインバータ部１３との間をリレー部品と同等に遮断することが可能になる。

【0090】

また、本実施形態によるＥＣＵ１０（車両制御装置）は、車両の制御を行うＥＣＵ１０であって、半導体リレー１１と、リレー駆動部１２と、駆動電圧生成部１４と、制御部１５とを備える。半導体リレー１１は、ＩＳＧ８（電動機）を駆動するインバータ部１３とバッテリ２との間に配置され、インバータ部１３の電力供給線Ｌ１にバッテリ２から供給される電力を供給している供給状態と、インバータ部１３の電力供給線Ｌ１に電力を停止している停止状態とを切り替える。リレー駆動部１２は、半導体リレー１１を駆動する。駆動電圧生成部１４は、インバータ部１３を駆動するインバータ駆動部１６及びリレー駆動部１２を駆動させる駆動電圧を生成する。制御部１５は、半導体リレー１１の切り替え制御、及びインバータ部１３の駆動制御を行う。

【0091】

これにより、本実施形態によるＥＣＵ１０（車両制御装置）は、上述した電力供給装置１と同様の効果を奏し、構成を簡素化することができるとともに、エネルギー変換効率を向上させることができる。

【0092】

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の実施形態において、半導体リレー１１は、Ｎ型チャネルＭＯＳＦＥＴを用いる例を説明したが、これに限定されるものではなく、Ｐ型チャネルＭＯＳＦＥＴなどの他のＦＥＴや、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの他の半導体素子を用いてもよい。

【0093】

また、上記の実施形態において、電動機の一例として、ＩＳＧを用いる例を説明したが、これに限定されるものではなく、発電機の機能を備えないモータなどの他の電動機を用いてもよい。また、この場合、制御部１５は、エンジン始動後に、半導体リレー１１をオフ状態（停止状態）に制御するようにしてもよい。

【0094】

また、上記の実施形態において、半導体リレー１１、リレー駆動部１２、逆接保護部２０、及び過電流保護部３０の構成は、図２に示す構成に限定されるものではなく、他の方式、及び他の構成であってもよい。

【0095】

上述のＥＣＵ１０は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した半導体リレー１１の切り替え制御、及びインバータ部１３の駆動制御、等の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0096】

１ 電力供給装置
２ バッテリ
３、６ ヒューズ
４ メインスイッチ
５ ＥＦＩ負荷部
７ 一般負荷部
８ ＩＳＧ
１０ ＥＣＵ
１１ 半導体リレー
１２ リレー駆動部
１３ インバータ部
１４ 駆動電圧生成部
１５ 制御部
１６ インバータ駆動部
１７ ＥＦＩ駆動部
１８、１１１、１１２、１３１～１３６ ＦＥＴ
２０ 逆接保護部
２１、３２４ ダイオード
２２、１２２、３２３ トランジスタ
２３、１１３～１１６、１２１、３１１，３２２ 抵抗
２４ ツェナーダイオード
３０ 過電流保護部
３１ 電流検出部
３２ 切替部
３１２ 差動アンプ
３２１ 過電流判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】