车辆的电源装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种连接到电负载、发电装置和蓄电装置的车辆的电源装置。
【背景技术】
[0002]传统的车辆的双电源系统包括高压电源和低压电源(例如，见公开号为2007-307931 的日本专利申请(JP2007-307931A))。
[0003]在这种车辆的双电源系统中，利用发动机的旋转输出来发电的用作低压电源的发电机与提供比低压系统电源高的电压的用作高压电源的电池，经由直流至直流(DC-DC)转换器连接。
[0004]然而，由于在JP2007-307931A中所描述的车辆的双电源系统使用了 DC-DC转换器，所以其制造成本较高。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种具有降低的制造成本的车辆的电源装置。
[0006]根据本发明的一个方案的车辆的电源装置包括:第一端口，其连接到电负载；第二端口，其连接到第一蓄电装置；第三端口，其连接到第二蓄电装置；第四端口，其连接到发电装置；第一开关，其布置在所述第一端口和所述第二端口之间；第二开关，其布置在所述第二端口和所述第四端口之间；第三开关，其布置在所述第一端口和所述第三端口之间；第四开关，其布置在所述第三端口和所述第四端口之间；以及状态切换单元，其被配置为在第一状态和第二状态之间切换，在所述第一状态中，所述第一开关导通，所述第二开关断开，所述第三开关断开，而所述第四开关导通；在所述第二状态中，所述第一开关断开，所述第二开关导通，所述第三开关导通，而所述第四开关断开。
[0007]根据上述的配置，可以提供一种具有降低的制造成本的车辆的电源装置。
【附图说明】
[0008]下面将结合附图对本发明的示例性实施例的特点、优点以及技术和工业意义进行描述，在附图中类似的附图标记表示类似的元件，且其中:
[0009]图1为显示根据本发明第一实施例的多端口电源装置的配置的示例的功能框图；
[0010]图2为包括图1中所示的多端口电源装置的电源系统的示意性电路图；
[0011]图3为显示第一状态切换处理的流程的流程图；
[0012]图4为显示图1中所示的多端口电源装置的输入/输出端口的电压转变的图；
[0013]图5为显示根据本发明第二实施例的多端口电源装置的配置的示例的功能框图；
[0014]图6为包括图5中所示的多端口电源装置的电源系统的示意性电路图；
[0015]图7为显示第二状态切换处理的流程的流程图；
[0016]图8A和图SB为显示图5中所示的多端口电源装置的输入/输出端口的电压转变的图；
[0017]图9为显示根据本发明第三实施例的多端口电源装置的配置的示例的功能框图；
[0018]图10为显示蓄电装置异常检测处理的流程的流程图；
[0019]图11为显示根据本发明第四实施例的多端口电源装置的配置的示例的功能框图；以及
[0020]图12为显示开关异常检测处理的流程的流程图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合附图对本发明的实施例进行描述。
[0022]图1为显示根据本发明的第一实施例用作车辆的电源装置的多端口电源装置100的配置的示例的功能框图。此外，图2为显示包括图1所示的多端口电源装置100的电源系统的配置的示例的示意性电路图。
[0023]多端口电源装置100是安装在使用发动机、电动机等作为驱动源的车辆内的车内装置。在本实施例中，多端口电源装置100包括作为主要组成元件的控制设备1、第一开关
5、第二开关6、第三开关7和第四开关8。多端口电源装置100还包括四个输入/输出端口P1、P2、P3和P4。在本实施例中，电负载20连接到输入/输出端口 Pl，第一蓄电装置21连接到输入/输出端口 P2，第二蓄电装置22连接到输入/输出端口 P3，发电装置23和起动装置24连接到输入/输出端口 P4。
[0024]电负载20是被配置为使用由第一蓄电装置21或第二蓄电装置22提供的电力而工作的电负载。在本实施例中，电负载20是被配置为使用来自12 V系统的电力而工作的电负载，且其包括多个电子控制单元(ECU)。
[0025]第一蓄电装置21和第二蓄电装置22为被配置为充电和放电的车内装置。在本实施例中，第一蓄电装置21和第二蓄电装置22起到12V系统的辅机电池的作用，它们被配置为用发电装置23发的电进行充电并且向电负载20和起动装置24供电。此外，第一蓄电装置21和第二蓄电装置22各自的容量可以设置为普通辅机电池的容量的一半。此原因是通过第一蓄电装置21和第二蓄电装置22各自容量之和，可以提供与普通辅机电池的容量大约相同的容量。
[0026]发电装置23由诸如发动机或电动机的驱动源驱动。在本实施例中，发电装置23是由发动机驱动的交流发电机，并输出12V系统的电力。
[0027]起动装置24起动车辆的驱动源。在本实施例中，起动装置24是起动发动机的起动电动机。
[0028]控制设备I控制多端口电源装置100的运行。在本实施例中，控制设备I是包括中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(R0M)、输入/输出接口等的计算机。控制设备I从ROM或RAM中读取与诸如充电-放电状态判定单元10和状态切换单元11的各种功能元件相对应的程序，并使CPU执行与各种功能元件相对应的处理。更具体地，控制设备I (状态切换单元11)在接收来自第一电压传感器2、第二电压传感器3等的输出后，执行与各种功能元件相对应的计算，并基于计算的结果控制第一开关5、第二开关6、第二开关7、第四开关8等等。
[0029]第一开关5、第二开关6、第三开关7和第四开关8是用于使电路在导通状态和断开状态之间切换的装置。在本实施例中，第一开关5、第二开关6、第三开关7和第四开关8由被配置为在导通状态和断开状态之间切换的触点式继电器或无触点继电器构成。
[0030]第一开关5布置在将输入/输出端口 Pl连接至输入/输出端口 P2的电力线上。第二开关6布置在将输入/输出端口 P2连接至输入/输出端口 P4的电力线上。第三开关7布置在将输入/输出端口 Pl连接至输入/输出端口 P3的电力线上。第四开关8布置在将输入/输出端口 P3连接至输入/输出端口 P4的电力线上。
[0031]第一电压传感器2和第二电压传感器3检测使多端口电源装置100运行所需要的电压。在本实施例中，为了检测输入/输出端口 P2的电压，或者换句话说，为了检测第一蓄电装置21的电压，附接了第一电压传感器2。第一电压传感器2以预定期间间隔重复检测输入/输出端口 P2的电压，并将检测到的电压值输出至控制设备I。为了检测输入/输出端口 P3的电压，或者换句话说，为了检测第二蓄电装置22的电压，附接了第二电压传感器3。第二电压传感器3以预定期间间隔重复检测输入/输出端口 P3的电压，并将检测到的电压值输出至控制设备I。
[0032]充电-放电状态判定单元10判定第一蓄电装置21和第二蓄电装置22的充电-放电状态。在本实施例中，充电-放电状态判定单元10获得由第一电压传感器2输出的输入/输出端口 P2的电压值和由第二电压传感器3输出的输入/输出端口 P3的电压值。然后，充电-放电状态判定单元10基于所获得的电压值，判定第一蓄电装置21和第二蓄电装置22的充电-放电状态是否与预定状态相对应。更具体地，当各自获得的电压值是在从第二预定值β (例如，12V)到第一预定值α (例如，13V)延伸的范围内时，充电-放电状态判定单元10判定蓄电装置处于充电-放电切换不需要状态。充电-放电切换不需要状态是不需要使当前正在被充电的蓄电装置放电或不需要使当前正在放电的蓄电装置充电的状态。或者，当在第一蓄电装置21和第二蓄电装置22之中的当前正在被充电的蓄电装置的电压等于或小于第一预定值α时，不用将该电压与第二预定值β比较，充电-放电状态判定单元10就可以判定当前正在被充电的蓄电装置处于充电-放电切换不需要状态。此外，当在第一蓄电装置21和第二蓄电装置22之中的当前正在放电的蓄电装置的电压等于或大于第二预定值β时，不用将该电压与第一预定值α比较，充电-放电状态判定单元10就可以判定当前正在放电的蓄电装置处于充电-放电切换不需要状态。在这种情形下，例如，充电-放电状态判定单元10基于第一开关5至第四开关8的导通/断开状态，判定第一蓄电装置21和第二蓄电装置22中的哪一个正在被充电和哪一个正在被放电。注意的是，当正在被充电的蓄电装置的电压超过第一预定值α时，充电-放电状态判定单元10判定正在被充电的蓄电装置处于要求放电的状态(下文中被称为“需要放电状态”)。此外，当正在被放电的蓄电装置的电压小于第二预定值β时，充电-放电状态判定单元10判定正在被放电的蓄电装置处于要求充电的状态(下文中被称为“需要充电状态”)。
[0033]状态切换单元11切换多端口电源装置100的运行状态。在本实施例中，状态切换单元11基于来自充电-放电状态判定单元10的判定结果而切换多端口电源装置100的运行状态。
[0034]具体地，当充电-放电状态判定单元10判定第一蓄电装置21和第二蓄电装置22中的至少一个不处于充电-放电切换不需要状态时，状态切换单元11切换多端口电源装置100的运行状态。更具体地，状态切换单元11将第一开关5至第四开关8之中的处于导通状态的开关切换至断开状态，并将处于断开状态的开关切换至导通状态。
[0035]例如，可以设想第一开关5和第四开关8处于导通状态而第二开关6和第三开关7处于断开状态的情形。在这种情形下，第一蓄电装置21当前正在被放电，或者换句话说，第一蓄电装置21正在向电负载20供电，同时第二蓄电装置22当前正在被充电，或者换句话说，发电装置23正在向第二蓄电装置22供电。
[0036]在这种情形下，当第二蓄电装置22的电压超过第一预定值α时，状态切换单元11判定当前正在被充电的第二蓄电装置22处于需要放电状态。因此，状态切换单元11将第一开关5和第四开关8切换至断开状态，并将第二开关6和第三开关7切换至导通状态。结果，第二蓄电装置22的充电停止，并且第二蓄电装置22的放电开始。此外，第一蓄电装置21的放电停止，并且第一蓄电装置21的充电开始。另外