JP2018050381A - Vehicle power supply - Google Patents
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Abstract
【課題】第1電源部の電力不足によって特定負荷が駆動できなくなる事態を、第2電源部に及ぼす影響を抑えて回避し得る車両用電源装置を提供することを目的とする。【解決手段】車両用電源装置1において、電圧変換部3は、第1電源部91からの電力供給経路であり且つ少なくともスタータ95(特定負荷)に対する電力供給経路である第1導電路81と、第2電源部92からの電力供給経路である第2導電路82とに電気的に接続され、少なくとも第2導電路82に印加された電圧を変換して第1導電路81に印加する電圧変換動作を行う。制御部2は、少なくともスタータ95が駆動する期間に、第2導電路82に印加された電圧を、第1電源部91の満充電時の出力電圧よりも低い値であって且つ特定負荷が動作する最低動作電圧よりも高い値である所定の目標電圧値に変換して第1導電路81に印加させる電圧変換動作を電圧変換部3に行わせる。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a vehicle power supply device capable of suppressing a situation in which a specific load cannot be driven due to a shortage of power of a first power supply unit by suppressing an influence on a second power supply unit. In a power supply device for a vehicle, a voltage conversion section includes a first conductive path that is a power supply path from a first power supply section and at least a power supply path to a starter (specific load). A voltage converter that is electrically connected to the second conductive path 82 that is a power supply path from the second power supply unit 92 and converts at least the voltage applied to the second conductive path 82 and applies it to the first conductive path 81 Perform the operation. The control unit 2 sets the voltage applied to the second conductive path 82 to a value lower than the output voltage of the first power supply unit 91 at the time of full charge at least during a period in which the starter 95 is driven, and the specific load operates. The voltage conversion unit 3 performs a voltage conversion operation of converting the voltage to a predetermined target voltage value higher than the minimum operation voltage to be applied and applying the voltage to the first conductive path 81. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、車両用電源装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle power supply device.
近年、車両の燃費向上を図るべく、制動時の運動エネルギーを回生電力に変換する技術が採用されている。この種の技術を搭載した車両では、発電した電力を蓄えるために、従来から採用されている鉛蓄電池に加えて補助蓄電池を搭載した形で電源システムが構成され、発電機、鉛蓄電池、補助蓄電池を互いに関連付けて制御している。 In recent years, a technique for converting kinetic energy during braking into regenerative power has been adopted in order to improve the fuel efficiency of vehicles. In vehicles equipped with this kind of technology, in order to store the generated power, the power supply system is configured with an auxiliary storage battery in addition to the conventional lead storage battery, and the generator, lead storage battery, auxiliary storage battery Are related to each other and controlled.
このような電源システム関する例として、特許文献1のような技術が提案されている。特許文献1で開示される車載電源装置は、回生発電により第2蓄電池を充電する時には、開閉手段を通電作動させ、第2蓄電池から放電する時には、第2蓄電池から放電される電力をDCDCコンバータで昇圧させて鉛蓄電池の側へ供給させるように動作する。 As an example of such a power supply system, a technique such as Patent Document 1 has been proposed. The on-vehicle power supply device disclosed in Patent Document 1 uses a DC / DC converter to convert the electric power discharged from the second storage battery when the second storage battery is charged by regenerative power generation. It operates to boost the pressure and supply it to the lead storage battery side.
ところで、車両用の電源システムでは、スタータなどの大電流を必要とする特定負荷を駆動する際に、鉛蓄電池のみの電力では特定負荷を正常に駆動できない場合がある。例えば、劣化や温度低下などによって鉛蓄電池の性能が低下した場合、鉛蓄電池のみでは特定負荷を駆動するための十分な電力が確保できないといった事態が生じ得る。このような場合、補助蓄電池からの電力供給によって不足する電力を補うことも考えられるが、単に補助蓄電池から電力供給を行うだけでは、特定負荷の駆動時に補助蓄電池の負担が相当大きくなってしまう。このため、この点を想定して補助蓄電池を大型化しなければならない。また、特定負荷の駆動時の電力不足を単に補助蓄電池からの電力によって補うと、補助蓄電池からの電力供給(例えば、補助蓄電池に接続された他の負荷への電力供給)が不安定になる虞がある。 By the way, in a power supply system for a vehicle, when driving a specific load that requires a large current such as a starter, the specific load may not be driven normally with electric power of only a lead storage battery. For example, when the performance of a lead storage battery is reduced due to deterioration, a temperature drop, or the like, a situation may occur in which sufficient power for driving a specific load cannot be secured with only the lead storage battery. In such a case, it is conceivable to compensate for the shortage of power by supplying power from the auxiliary storage battery. However, simply supplying power from the auxiliary storage battery significantly increases the burden on the auxiliary storage battery when driving a specific load. For this reason, the auxiliary storage battery must be enlarged in view of this point. In addition, if the shortage of power when driving a specific load is simply compensated by the power from the auxiliary storage battery, the power supply from the auxiliary storage battery (for example, the power supply to other loads connected to the auxiliary storage battery) may become unstable. There is.
本発明は、上述した事情に基づいてなされたものであり、第1電源部の電力不足によって特定負荷が駆動できなくなる事態を、第2電源部に及ぼす影響を抑えて回避し得る車両用電源装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made based on the above-described circumstances, and can prevent a situation in which a specific load cannot be driven due to power shortage of the first power supply unit by suppressing the influence on the second power supply unit. Is intended to provide.
本発明の車両用電源装置は、
第1電源部からの電力供給経路である第1導電路と、第2電源部からの電力供給経路であり且つ少なくとも特定負荷に対する電力供給経路である第2導電路とに電気的に接続され、前記第1導電路に印加された電圧を変換し、第2導電路に印加する電圧変換動作を行う電圧変換部と、
少なくとも前記特定負荷が駆動する期間に、前記第1導電路に印加された電圧を、前記第2電源部の満充電時の出力電圧よりも低い値であって且つ前記特定負荷が動作する最低動作電圧よりも高い値である所定の目標電圧値に変換して前記第2導電路に印加させる電圧変換動作を前記電圧変換部に行わせる制御部と、
を有する。
The vehicle power supply device of the present invention includes:
Electrically connected to a first conductive path that is a power supply path from the first power supply unit and a second conductive path that is a power supply path from the second power supply unit and that is at least a power supply path for a specific load; A voltage converter that converts a voltage applied to the first conductive path and performs a voltage conversion operation applied to the second conductive path;
At least during the period when the specific load is driven, the voltage applied to the first conductive path is lower than the output voltage when the second power supply unit is fully charged, and the minimum operation in which the specific load operates. A control unit that causes the voltage conversion unit to perform a voltage conversion operation that converts the voltage into a predetermined target voltage value that is higher than the voltage and applies the voltage to the second conductive path;
Have
上記車両用電源装置は、制御部が電圧変換部を駆動し、少なくとも特定負荷が駆動する期間に、第1導電路に印加された電圧を所定の目標電圧値に変換して第2導電路に印加させる電圧変換動作を電圧変換部に行わせる。つまり、特定負荷を駆動する期間には、第1電源部から第1導電路を介して供給される電力を利用して特定負荷を駆動する電力を補うことができるため、第2電源部の電力不足によって特定負荷が駆動できなくなる事態を回避しやすくなる。また、特定負荷を駆動する期間に行われる電力変換動作での目標電圧値は、第2電源部の満充電時の出力電圧よりも低い値であり且つ特定負荷が動作する最低動作電圧よりも高い値であるため、第1電源部からの供給電力を抑えた形で特定負荷を動作させることができる。 In the vehicle power supply device, the control unit drives the voltage conversion unit, converts the voltage applied to the first conductive path to a predetermined target voltage value at least during the period when the specific load is driven, and converts the voltage to the second conductive path. The voltage conversion operation to be applied is performed by the voltage conversion unit. That is, during the period for driving the specific load, the power for driving the specific load can be supplemented using the power supplied from the first power supply unit via the first conductive path. It becomes easy to avoid the situation where the specific load cannot be driven due to the shortage. Further, the target voltage value in the power conversion operation performed during the period for driving the specific load is a value lower than the output voltage at the time of full charge of the second power supply unit and higher than the minimum operating voltage at which the specific load operates. Since it is a value, the specific load can be operated in a form in which the power supplied from the first power supply unit is suppressed.
発明の望ましい形態を以下に例示する。
制御部は、特定負荷が駆動する毎に、第1導電路に印加された電圧を目標電圧値に変換して第2導電路に印加させる電圧変換動作を電圧変換部に行わせるように機能してもよい。
The desirable form of invention is illustrated below.
The control unit functions to cause the voltage conversion unit to perform a voltage conversion operation that converts the voltage applied to the first conductive path to a target voltage value and applies the voltage to the second conductive path every time the specific load is driven. May be.
この車両用電源装置は、特定負荷が駆動する毎に、特定負荷の駆動電力を第1電源部の電力によって補うことができるため、第2電源部の電力不足によって特定負荷が駆動できなくなる事態をより一層回避しやすくなる。 Since this vehicle power supply device can supplement the drive power of the specific load with the power of the first power supply unit every time the specific load is driven, the situation where the specific load cannot be driven due to the power shortage of the second power supply unit. It becomes easier to avoid.
車両用電源装置は、第2電源部の温度を検出する温度検出部を有していてもよい。制御部は、温度検出部の検出温度が所定の温度閾値以下である場合、特定負荷が駆動する期間に第1導電路に印加された電圧を目標電圧値に変換して第2導電路に印加させる電圧変換動作を電圧変換部に行わせるように機能してもよい。 The vehicle power supply device may include a temperature detection unit that detects the temperature of the second power supply unit. The control unit converts the voltage applied to the first conductive path to the target voltage value during the period when the specific load is driven and applies the voltage to the second conductive path when the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or lower than a predetermined temperature threshold. The voltage conversion operation to be performed may be performed by the voltage conversion unit.
この車両用電源装置は、第2電源部の温度が相対的に低い場合、即ち、第2電源部の性能が低下する場合に、特定負荷の駆動電力を第1電源部の電力によって補うことができる。つまり、第2電源部の電力不足によって特定負荷が駆動できなくなる事態が生じやすい環境となった場合に第1電源部の電力を利用するため、第1電源部の利用の頻度を抑えて効率的に補助することができる。 In this vehicle power supply device, when the temperature of the second power supply unit is relatively low, that is, when the performance of the second power supply unit is lowered, the driving power of the specific load can be supplemented by the power of the first power supply unit. it can. In other words, since the power of the first power supply unit is used when an environment in which the specific load cannot easily be driven due to the power shortage of the second power supply unit is generated, the frequency of use of the first power supply unit is suppressed and efficient. Can assist.
車両用電源装置は、第2電源部が所定の劣化状態であるか否かを判定する劣化判定部を有していてもよい。制御部は、劣化判定部によって第2電源部が劣化状態であると判定された場合、特定負荷が駆動する期間に第1導電路に印加された電圧を目標電圧値に変換して第2導電路に印加させる電圧変換動作を電圧変換部に行わせるように機能してもよい。 The vehicle power supply device may include a deterioration determination unit that determines whether or not the second power supply unit is in a predetermined deterioration state. When the deterioration determining unit determines that the second power supply unit is in the deteriorated state, the control unit converts the voltage applied to the first conductive path to the target voltage value during the period when the specific load is driven, You may function so that the voltage conversion operation | movement applied to a path may be performed by a voltage conversion part.
この車両用電源装置は、劣化判定部によって劣化状態と判定された場合、即ち、第2電源部の性能が低下している場合に、特定負荷の駆動電力を第1電源部の電力によって補うことができる。つまり、第2電源部の電力不足によって特定負荷が駆動できなくなる可能性が高まった場合に第1電源部の電力を利用するため、第1電源部の利用の頻度を抑えて効率的に補助することができる。 This vehicle power supply device supplements the drive power of the specific load with the power of the first power supply unit when the deterioration determination unit determines that the deterioration state is present, that is, when the performance of the second power supply unit is degraded. Can do. That is, when the possibility that the specific load cannot be driven due to the power shortage of the second power supply unit is increased, the power of the first power supply unit is used. be able to.
<実施例1>
以下、本発明を具体化した実施例1について説明する。
図1で示す車両用電源装置1(以下、電源装置1ともいう)は、車載用電源システム100(以下、電源システム100ともいう)で用いられる電源装置として構成されている。電源システム100は、主として第1電源部91、発電機93、第2電源部92、電源装置1などを備えるとともに、これらが配線部として構成される第1導電路81及び第2導電路82によって電気的に接続された構成をなしており、これらからの電力を、第1電源部91側の負荷94、スタータ95、第2電源部92側のその他の負荷96などに供給するシステムとして構成されている。
<Example 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described below.
A vehicle power supply device 1 (hereinafter also referred to as a power supply device 1) shown in FIG. 1 is configured as a power supply device used in an in-vehicle power supply system 100 (hereinafter also referred to as a power supply system 100). The
第1電源部91は、例えば、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ等の蓄電手段によって構成され、高電位側端子から例えば48Vの電圧が出力される構成をなす。第1電源部91は、高電位側端子が第1導電路81に接続されており、第1導電路81を介して、発電機93、負荷94、及び電源装置1の入力側の導電路7Aに電気的に接続されている。
The first
第2電源部92は、例えば、鉛蓄電池、電気二重層キャパシタ等の等の蓄電手段によって構成され、高電位側端子から例えば12Vの電圧が出力される構成をなす。第2電源部92は、高電位側端子が第2導電路82に接続されており、第2導電路82を介して、スタータ95、負荷96、及び電源装置1の出力側の導電路7Bに電気的に接続されている。
The 2nd
発電機93は、例えば公知のオルタネータとして構成されている。この発電機93には、発電を指示する発電指示が図示しない制御装置から入力される。発電機93は、発電指示が入力されている場合、車両の運動エネルギーを交流の回生電力に変換する。発電機93は、交流の回生電力を直流の回生電力に整流し、整流した直流の回生電力に係る直流電圧を出力電圧として、第1導電路81を介して第1電源部91及び電源装置1に印加する。発電機93は、発電指示が入力されていない場合、発電を行わない。
The
スタータ95は、特定負荷の一例に相当し、公知の車両用のスタータとして構成されている。車両のエンジンが適正に始動する状態まで回転数を高める動作を行う公知の車両用のスタータとして構成されており、駆動源としてのモータを備えている。スタータ95のモータは、主として、第2電源部92から供給される電力によって作動する。
The
電源装置1は、入力側導電路7Aに印加された入力電圧を変換して出力する電圧変換部3と、電圧変換部3をPWM信号によって制御する制御部2とを備え、入力側導電路7Aに印加された直流電圧(入力電圧)を降圧方式で電圧変換し、入力電圧を降圧した出力電圧を出力側導電路7Bに出力する構成となっている。
The power supply device 1 includes a
入力側導電路7Aは、例えば、相対的に高い電圧が印加される一次側(高圧側)の電源ラインとして構成されている。入力側導電路7Aは、第1導電路81を介して第1電源部91の高電位側端子に導通するとともに、その第1電源部91から所定の直流電圧(例えば、48V)が印加される構成をなす。
The input side
出力側導電路7Bは、相対的に低い電圧が印加される二次側(低圧側)の電源ラインとして構成されている。出力側導電路7Bは、第2導電路82を介して第2電源部92の高電位側端子に導通するとともに、その第2電源部92から第1電源部91の出力電圧よりも小さい直流電圧(例えば12V)が印加される構成をなす。
The output side
入力側導電路7Aと出力側導電路7Bとの間には、同期整流方式の降圧型コンバータとして機能する電圧変換部3が設けられている。電圧変換部3は、第1電源部91からの電力供給経路である第1導電路81と、第2電源部92からの電力供給経路であり且つ少なくともスタータ95(特定負荷)に対する電力供給経路である第2導電路82とに電気的に接続され、第1導電路81に印加された電圧を変換し、第2導電路82に印加する電圧変換動作を行いうる。
Between the input-side
電圧変換部3は、ハイサイド側のスイッチング素子4と、ローサイド側のスイッチング素子6と、インダクタ12とを備える。スイッチング素子4は、Nチャネル型のMOSFETとして構成され、スイッチング素子4のドレインには、入力側導電路7Aが接続されている。スイッチング素子4のソースには、ローサイド側のスイッチング素子6のドレイン及びインダクタ12の一端が接続されている。スイッチング素子6は、スイッチング素子4とインダクタ12との接続点にドレインが接続され、ソースは接地されている。インダクタ12の他端は出力側導電路7Bに接続されている。更に、入力側導電路7Aには、入力コンデンサ8が接続され、出力側導電路7Bには、出力コンデンサ10が接続され、それぞれの他端は接地されている。
The
電圧変換部3は、制御部2によって制御され、制御部が後述する特定制御を行うとき以外の通常制御時には、電圧変換動作開始条件の成立時に、入力側の導電路7Aを介して入力される第1導電路81の印加電圧(発電機93及び第1電源部91の出力電圧によって印加される電圧)を第1の目標電圧に降圧し、降圧した電圧を、第2導電路82に対する印加電圧として出力する。一方、制御部2が後述する特定制御を行うときには、電圧変換部3は、第1電源部91の出力電圧を入力電圧として、第2導電路82の電圧が第1の目標電圧よりも低い第2の目標電圧となるように電圧変換動作を行う。
The
検出部20は、出力電流を検出する電流検出部22と、出力電圧を検出する電圧検出部24とを備え、出力側導電路7Bにおける出力電流及び出力電圧を反映した値をそれぞれ検出し、出力する。電流検出部22は、出力側導電路7Bを流れる電流(出力電流)に対応する電圧値を検出値として出力する構成であればよい。例えば、電流検出部22は、出力側導電路7Bに介在する抵抗器と差動増幅器とを有し、抵抗器の両端電圧が差動増幅器に入力され、出力側導電路7Bを流れる電流によって抵抗器に生じた電圧降下量が差動増幅器で増幅され、検出値として出力されるようになっている。電圧検出部24は、例えば出力側導電路7Bの電圧(出力電圧)を反映した値(例えば、出力側導電路7Bの電圧そのもの、或いは分圧値等)を出力する。このように電流検出部22及び電圧検出部24で生成された検出値(アナログ電圧値)は、制御部2に入力され、デジタル値に変換される。
The
温度検出部60は、例えば、サーミスタを用いて構成され、第2電源部92の温度を検出し、検出した温度を示す温度情報を制御部2に出力する。温度検出部60は、例えば、第2電源部92の表面部に接触又は近接するように配置され、その配置位置の温度を示す温度情報を制御部2に出力する。なお、本構成では、温度検出部60を省略してもよい。
The
制御部2は、例えばマイクロコンピュータなどの制御回路と、制御回路で生成されたPWM信号に基づいて各スイッチング素子4,6に相補的なPWM信号(駆動信号)与える駆動回路とを備えた構成をなす。制御回路は、CPU、ROM、RAM、不揮発性メモリ等を備え、様々な演算や処理を行う。
The
次に、電源装置1が行う電圧変換制御について説明する。電源装置1の制御部2は、例えば、図2で示す電圧変換制御を繰り返し実行するように機能し、具体的には、図2の制御が終了(エンド)となってから、短い時間間隔で再び図2の制御を実行するように図2の制御を繰り返し実行する。
Next, voltage conversion control performed by the power supply device 1 will be described. For example, the
制御部2は、図2の電圧変換制御を開始した後、まず、ステップS1の処理を行い、イグニッションスイッチがオン状態になっているか否かを判定する。本構成では、車両に設けられた図示しないイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わった場合に、電源装置1の外部に設けられた装置(外部ECUなど)からイグニッションスイッチがオン状態であることを示すイグニッションオン信号(以下IGオン信号ともいう)が制御部2に入力され、イグニッションスイッチがオン状態である間はIGオン信号が入力され続ける。一方、イグニッションスイッチがオフ状態になった場合には、イグニッションスイッチがオフ状態であることを示すイグニッションオフ信号(以下IGオフ信号ともいう)が制御部2に入力され、イグニッションスイッチがオフ状態である間はIGオフ信号が入力され続ける。制御部2は、ステップS1において、当該制御部2にIGオン信号が入力されているか否かを判定し、入力されていると判定した場合(ステップS1でYesの場合)、ステップS2において特定制御を行う。一方、制御部2は、ステップS1において、IGオン信号が入力されていないと判定した場合(ステップS1でNoの場合)、図2で示す電圧変換制御を終了する。終了後は、短い時間間隔で再び図2の制御を実行する。
After starting the voltage conversion control of FIG. 2, the
制御部2は、ステップS2の特定制御を行う場合、第1導電路81に印加された入力電圧を所定の目標電圧値(第2の目標電圧値Vt2)に変換して第2導電路82に印加するように電圧変換部3に降圧動作を行わせる。第2の目標電圧値Vt2は、後述する通常制御で設定される第1の目標電圧値Vt1よりも小さい値であり、具体的には、第2電源部92の満充電時の出力電圧よりも低い値であって且つスタータ95(特定負荷)が動作する最低動作電圧よりも高い値である。例えば、第2電源部92の満充電時の出力電圧が12Vであり、スタータ95が8Vで動作する構成では、制御部2は、第2の目標電圧値Vt2を、スタータ95の動作可能電圧よりも少し高い値(例えば、8Vより大きく、9V未満の所定値)に設定する。
When performing the specific control in step S2, the
制御部2は、ステップS2で特定制御を実行した後、ステップS3においてスタータ95の起動が終了したか否かを判定し、終了したと判定した場合(ステップS3でYesの場合)、ステップS4で一般制御を行う。一方、制御部2は、ステップS3の判定で、スタータ95の起動が終了していないと判定した場合(ステップS3でNoの場合)、ステップS2に戻って、特定制御を継続する。このように、制御部2は、特定制御をスタータ95の起動が終了するまで(具体的には、スタータ95の起動終了を示す特定条件が成立するまで)行う。本構成では、例えば、IGオン信号が入力されてから一定時間が経過したことが「スタータ95の起動終了を示す特定条件」となっており、この場合、ステップS3において「IGオン信号が入力されてから一定時間が経過した」と判定した場合に、ステップS4に進むことになる。
After executing the specific control in Step S2, the
なお、この例に限られず、例えば、制御部2がスタータ95の動作を制御する外部装置からスタータ95の起動終了を示す信号を取得し得る構成となっている場合、外部装置からスタータ95の起動終了を示す信号を取得したことが「スタータ95の起動終了を示す特定条件」であってもよい。この場合、ステップS3において「外部装置からスタータ95の起動終了を示す信号を取得した」と判定した場合に、ステップS4に進むことになる。
Note that the present invention is not limited to this example. For example, when the
このように、本構成の電源装置1では、制御部2の制御により、少なくともスタータ95(特定負荷)が駆動する期間に、第1導電路81に印加された電圧を、第2電源部92の満充電時の出力電圧(例えば、12V)よりも低い値であって且つスタータ95(特定負荷)が動作する最低動作電圧(例えば8V)よりも高い値である第2の目標電圧値Vt2(所定の目標電圧値)に変換して第2導電路82に印加させる電圧変換動作を電圧変換部3に行わせる。
As described above, in the power supply device 1 of this configuration, the voltage applied to the first
制御部2は、ステップS4で一般制御を開始した後には、所定の電圧変換条件の成立時に、第1導電路81に印加された電圧を第1の目標電圧値Vt1に変換して第2導電路82に印加させる電圧変換動作を電圧変換部3に行わせる。第1の目標電圧値Vt1は、第2の目標電圧値Vt2よりも高い値であり、例えば、第2電源部92の出力電圧よりも少し高い値に設定される。
After starting the general control in step S4, the
ここで、一般制御が行われる期間の動作を説明する。
本構成の電源装置1は、図示しないエンジンと連動して発電機93(オルタネータ)が発電し整流した電力が、第1電源部91に充電されると共に、電源装置1の入力側の導電路7Aに与えられる。電源装置1は、発電機93及び第1電源部91から与えられた電力を降圧して第2導電路82に出力することで、第2電源部92を充電すると共に、スタータ95やその他の負荷などの様々な車載用電子機器に電力を与える。
Here, an operation during a period in which the general control is performed will be described.
In the power supply device 1 of this configuration, the electric power generated and rectified by the generator 93 (alternator) in conjunction with an engine (not shown) is charged in the first
車両内に設けられた図示しないECUには、車両の速度情報、アクセルペダルの開度情報、又はブレーキペダルの踏込み量情報等の車両の走行情報が外部から与えられ、発電機93には、車両の走行状態に応じて、発電機93の発電量を制御する為の発電制御部が付設されている。上記ECUは、与えられた走行情報に基づき、発電制御部により、発電機93の発電量を制御すると共に、車両の制動時には、発電機93に回生電力を発電させる。
An ECU (not shown) provided in the vehicle is provided with vehicle travel information such as vehicle speed information, accelerator pedal opening information, or brake pedal depression amount information from the outside. A power generation control unit for controlling the power generation amount of the
発電機93によって第1導電路81に印加される出力電圧は、第1電源部91の出力電圧より高くなっている。このため、発電機93が発電しているときは、発電機93の出力電圧が第1導電路81を介して電源装置1の入力側の導電路7Aに印加され、発電機93が発電していないときは、第1電源部91の出力電圧が第1導電路81を介して電源装置1の入力側の導電路7Aに印加される。
The output voltage applied to the first
ステップS4で実行された一般制御時は、電圧変換部3が電圧変換動作(降圧動作)を行っている時に第2導電路82に印加される出力電圧は、第2電源部92の出力電圧より高い第1の目標電圧値Vt1に設定される。このため、一般制御時に電圧変換部3が電圧変換動作(降圧動作)を行っているときは、電源装置1の出力電圧が負荷96等へ与えられ、電源装置1が停止しているときは、第2電源部92の出力電圧が負荷96等へ与えられる。
During the general control executed in step S4, the output voltage applied to the second
制御部2は、ステップS4で一般制御を開始した後、イグニッションスイッチがオフ状態に切り替わるまで(具体的には、制御部2にIGオフ信号が入力されるまで)、一般制御を継続する。そして、制御部2にIGオフ信号が入力された場合には、図2の制御を終了する。
After starting the general control in step S4, the
以上のように、本構成の電源装置1では、制御部2の特定制御により、少なくともスタータ95(特定負荷)が駆動する期間に、第1導電路81に印加された電圧を、第2電源部92の満充電時の出力電圧よりも低い値であって且つスタータ95が動作する最低動作電圧よりも高い値である所定の目標電圧値(第2の目標電圧値Vt2)に変換して第2導電路82に印加させる電圧変換動作を電圧変換部3に行わせる。
As described above, in the power supply device 1 of this configuration, the voltage applied to the first
そして、制御部2は、このような特定制御を、特定負荷であるスタータ95が駆動する毎に行う。すなわち、制御部2は、スタータ95が駆動する毎に、第1導電路81に印加された電圧を目標電圧値(第2の目標電圧)に変換して第2導電路82に印加させる電圧変換動作を、例えばスタータ95の駆動が終了するまで電圧変換部3に行わせる。
And the
以下、本構成の効果を例示する。
本構成の車両用電源装置1は、制御部2が電圧変換部3を駆動し、少なくとも特定負荷であるスタータ95が駆動する期間に、第1導電路81に印加された電圧を所定の目標電圧値に変換して第2導電路82に印加させる電圧変換動作を電圧変換部3に行わせる。つまり、スタータ95を駆動する期間には、第1電源部91から第1導電路81を介して供給される電力を利用してスタータ95を駆動する電力を補うことができるため、第2電源部92の電力不足によってスタータ95が駆動できなくなる事態を回避しやすくなる。
Hereinafter, the effect of this configuration will be exemplified.
In the vehicular power supply device 1 with this configuration, the voltage applied to the first
図3(A)で示すようにスタータ95の駆動時には、スタータ95に流れるスタータ電流が大きく上昇し、それに伴い、図3(B)のように第2電源部92の電圧(図3(B)の例では、鉛蓄電池電圧)が大きく低下する懸念がある。この場合、低温状態や第2電源部92の劣化状態などが重なると、第2電源部92の電力不足によってスタータ95が駆動できなくなる虞がある。これに対し、本構成では、この期間(特に、図3(B)において「DCDCから電力供給」と明示された期間)に電圧変換部3を動作させ、第1電源部91から供給される電力を利用してスタータ95を駆動する電力を補うことができるため、上述した問題を回避することができる。
As shown in FIG. 3A, when the
また、スタータ95を駆動する期間に行われる電力変換動作での目標電圧値(第2の目標電圧値Vt2)は、第2電源部92の満充電時の出力電圧よりも低い値であり且つスタータ95が動作する最低動作電圧よりも高い値であるため、第1電源部91からの供給電力を抑えた形でスタータ95を動作させることができる。特に、一般制御時のように第2電源部92の出力電圧よりも高い第1の目標電圧値Vt1を出力する場合と比較すると、スタータ駆動時(特に、図3において「DCDCへ電力供給」と明示された期間)における第1電源部91の出力電圧(図3(C)では補助電池電圧)の低下を抑えることができる。
In addition, the target voltage value (second target voltage value Vt2) in the power conversion operation performed during the period for driving the
本構成の車両用電源装置1において、制御部2は、特定負荷であるスタータ95が駆動する毎に、第1導電路81に印加された電圧を目標電圧値に変換して第2導電路82に印加させる電圧変換動作を電圧変換部3に行わせる。この車両用電源装置1は、特定負荷であるスタータ95が駆動する毎に、スタータ95の駆動電力を第1電源部91の電力によって補うことができるため、第2電源部92の電力不足によってスタータ95が駆動できなくなる事態をより一層回避しやすくなる。
In the vehicular power supply device 1 of this configuration, the
<実施例2>
次に、実施例2について説明する。実施例2は、及び図2の制御に代えて図4の制御を実行する点が実施例1と異なり、それ以外は、実施例1と同様である。図1で示す回路構成は実施例1と同一であるため、以下の説明では図1を参照することとする。
<Example 2>
Next, Example 2 will be described. The second embodiment is different from the first embodiment in that the control of FIG. 4 is executed instead of the control of FIG. 2, and the other points are the same as the first embodiment. Since the circuit configuration shown in FIG. 1 is the same as that of the first embodiment, reference is made to FIG. 1 in the following description.
実施例2の電源装置1は、図1と同一の回路構成をなし、図4の流れで電圧変換制御を行う。実施例2の電源装置1の制御部2は、例えば、図4で示す電圧変換制御を繰り返し実行するように機能し、具体的には、図4の制御が終了(エンド)となってから、短い時間間隔で再び図4の制御を実行するように図4の制御を繰り返し実行する。図4の制御において、ステップS21は、図2のステップS1と同一であり、ステップS23〜S26は、図2のステップS2〜S5とそれぞれ同一である。よってこれらのステップの具体的説明は省略する。
The power supply device 1 according to the second embodiment has the same circuit configuration as that in FIG. 1 and performs voltage conversion control according to the flow in FIG. For example, the
制御部2は、ステップS21において、当該制御部2にIGオン信号が入力されているか否かを判定し、入力されていると判定した場合(ステップS21でYesの場合)、ステップS22において第2電源部92の温度が閾値温度以下であるか否かを判定する。制御部2は、ステップS22において、温度検出部60が検出した第2電源部92の温度が閾値温度以下であるか否かを判定し、閾値温度以下であればステップS23にて特定制御を行い、閾値温度を超えていれば、ステップS25に進んで一般制御を行う。
In step S21, the
このように、本構成の電源装置1は、第2電源部92の温度を検出する温度検出部60を有し、制御部2は、温度検出部60の検出温度が所定の温度閾値以下である場合、スタータ95(特定負荷)が駆動する期間に第1導電路81に印加された電圧を目標電圧値(第2の目標電圧値Vt2)に変換して第2導電路82に印加させる電圧変換動作を電圧変換部3に行わせるように機能する。
As described above, the power supply device 1 having this configuration includes the
本構成の電源装置1は、第2電源部92の温度が相対的に低い場合、即ち、第2電源部92の性能が低下する場合に、スタータ95(特定負荷)の駆動電力を第1電源部91の電力によって補うことができる。つまり、第2電源部92の電力不足によってスタータ95が駆動できなくなる事態が生じやすい環境となった場合に第1電源部91の電力を利用するため、第1電源部91の利用の頻度を抑えて効率的に補助することができる。
When the temperature of the second
<実施例3>
次に、実施例3について説明する。実施例3は、及び図2の制御に代えて図5の制御を実行する点が実施例1と異なり、それ以外は、実施例1と同様である。図1で示す回路構成は実施例1と同一であるため、以下の説明では図1を参照することとする。
<Example 3>
Next, Example 3 will be described. The third embodiment is the same as the first embodiment except that the control of FIG. 5 is executed instead of the control of FIG. Since the circuit configuration shown in FIG. 1 is the same as that of the first embodiment, reference is made to FIG. 1 in the following description.
実施例3の電源装置1は、図1と同一の回路構成をなし、図5の流れで電圧変換制御を行う。実施例3の電源装置1の制御部2は、例えば、図5で示す電圧変換制御を繰り返し実行するように機能し、具体的には、図5の制御が終了(エンド)となってから、短い時間間隔で再び図5の制御を実行するように図5の制御を繰り返し実行する。図5の制御において、ステップS31は、図2のステップS1と同一であり、ステップS33〜S36は、図2のステップS2〜S5とそれぞれ同一である。よってこれらのステップの具体的説明は省略する。
The power supply device 1 according to the third embodiment has the same circuit configuration as that in FIG. 1 and performs voltage conversion control according to the flow in FIG. For example, the
制御部2は、ステップS31において、当該制御部2にIGオン信号が入力されているか否かを判定し、入力されていると判定した場合(ステップS31でYesの場合)、ステップS32において第2電源部92が所定の劣化状態であるか否かを判定する。このステップS32では、予め定められた劣化検出方式で第2電源部92が所定の劣化状態であるか否かを判定する。第1電源部91が劣化状態であるか否かを判定は、公知の様々な判定方法を用いることができ、例えば、特開2011−17546号公報、特開2007−30649号公報、特開2007−30650号公報、特開2008−235155号公報などに記載の方法を用いることができる。勿論、これら以外の公知の方法であってもよい。
In step S31, the
制御部2は、ステップS32において、第2電源部92が所定の劣化状態であると判定した場合、ステップS33にて特定制御を行い、所定の劣化状態でないと判定した場合、ステップS35に進んで一般制御を行う。
If the
本構成の電源装置1は、制御部2が劣化判定部として機能し、予め定められた劣化検出方式で第2電源部92が所定の劣化状態であるか否かを判定する。そして、制御部2は、第2電源部92が劣化状態であると判定した場合、スタータ95(特定負荷)が駆動する期間に第1導電路81に印加された電圧を目標電圧値(第2の目標電圧値Vt2)に変換して第2導電路82に印加させる電圧変換動作を電圧変換部3に行わせる。
In the power supply device 1 of this configuration, the
この車両用電源装置1は、劣化判定部によって劣化状態と判定された場合、即ち、第2電源部92の性能が低下している場合に、スタータ95(特定負荷)の駆動電力を第1電源部91の電力によって補うことができる。つまり、第2電源部92の電力不足によってスタータ95が駆動できなくなる可能性が高まった場合に第1電源部91の電力を利用するため、第1電源部91の利用の頻度を抑えて効率的に補助することができる。
When the vehicle power supply device 1 is determined to be in a deteriorated state by the deterioration determination unit, that is, when the performance of the second
<他の実施例>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
上述した実施例では、イグニッションスイッチのオン動作に伴うスタータ95の駆動時に上述した特定制御を行う例を示したが、アイドルストップ状態からの復帰に伴うスタータ95の駆動時に上述した特定制御を行うようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the above-described specific control is performed when the
上述した実施例では、電圧変換部3として降圧型のDCDCコンバータを例示したが、昇圧型のDCDCコンバータであってもよく、昇降圧型のDCDCコンバータであってもよい。
In the above-described embodiment, the step-down DCDC converter is exemplified as the
上述した実施例では、電圧変換部3として単相型のDCDCコンバータを例示したが、多相型のDCDCコンバータとしてもよい。
In the embodiment described above, a single-phase DCDC converter is exemplified as the
上述した実施例では、電圧変換部3として同期整流式のDCDCコンバータを例示したが、一部のスイッチング素子をダイオードに置き換えたダイオード方式のDCDCコンバータとしてもよい。
In the embodiment described above, a synchronous rectification type DCDC converter is exemplified as the
上述した実施例では、イグニッションスイッチのオン動作をトリガとして特定制御を実行したが、例えば、外部からスタータ動作開始信号を受信したことをトリガとして特定制御を実行してもよい。 In the above-described embodiment, the specific control is executed using the ignition switch ON operation as a trigger. However, for example, the specific control may be executed using a starter operation start signal received from the outside as a trigger.
上述した実施例では、特定負荷としてスタータを例示したが、駆動時に大きな電流が必要となる車両用負荷であれば公知の他の種類の負荷であってもよい。また、負荷94、96も、公知の様々な車両用負荷を対象とすることができる。
In the above-described embodiments, the starter has been exemplified as the specific load. However, other known loads may be used as long as the vehicle load requires a large current during driving. Also, the
上述した実施例では、劣化度を測定する一例を示したが、上記実施例又は上記実施例を変更したいずれの例においても、特許第5242997号公報、特開2009−226996号公報に記載の方法など、公知の様々な方法で制御部2が第2電源部92のSOH(State Of Health)を測定し、このSOHを劣化度として用いてもよい。そして、第2電源部92のSOHが所定の閾値以下になった場合に第2電源部92が劣化状態であると判定してもよい。
In the above-described embodiment, an example of measuring the degree of deterioration has been shown. However, in any of the above-described embodiment or any example in which the above-described embodiment is changed, the method described in Japanese Patent No. 5242997 and JP-A-2009-226996 is described. The
1…車両用電源装置
2…制御部(劣化判定部)
3…電圧変換部
60…温度検出部
81…第1導電路
82…第2導電路
91…第1電源部
92…第2電源部
95…スタータ(特定負荷)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle
DESCRIPTION OF
Claims (4)
少なくとも前記特定負荷が駆動する期間に、前記第1導電路に印加された電圧を、前記第2電源部の満充電時の出力電圧よりも低い値であって且つ前記特定負荷が動作する最低動作電圧よりも高い値である所定の目標電圧値に変換して前記第2導電路に印加させる電圧変換動作を前記電圧変換部に行わせる制御部と、
を有する車両用電源装置。 Electrically connected to a first conductive path that is a power supply path from the first power supply unit and a second conductive path that is a power supply path from the second power supply unit and that is at least a power supply path for a specific load; A voltage converter that converts a voltage applied to the first conductive path and performs a voltage conversion operation applied to the second conductive path;
At least during the period when the specific load is driven, the voltage applied to the first conductive path is lower than the output voltage when the second power supply unit is fully charged, and the minimum operation in which the specific load operates. A control unit that causes the voltage conversion unit to perform a voltage conversion operation that converts the voltage into a predetermined target voltage value that is higher than the voltage and applies the voltage to the second conductive path;
A power supply device for a vehicle.
前記制御部は、前記温度検出部の検出温度が所定の温度閾値以下である場合、前記特定負荷が駆動する期間に前記第1導電路に印加された電圧を前記目標電圧値に変換して前記第2導電路に印加させる電圧変換動作を前記電圧変換部に行わせる請求項1に記載の車両用電源装置。 A temperature detection unit for detecting the temperature of the second power supply unit;
When the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or lower than a predetermined temperature threshold, the control unit converts the voltage applied to the first conductive path during the period when the specific load is driven into the target voltage value, and The power supply device for vehicles according to claim 1 which makes said voltage conversion part perform voltage conversion operation applied to the 2nd electric conduction path.
前記制御部は、前記劣化判定部によって前記第2電源部が劣化状態であると判定された場合、前記特定負荷が駆動する期間に前記第1導電路に印加された電圧を前記目標電圧値に変換して前記第2導電路に印加させる電圧変換動作を前記電圧変換部に行わせる請求項1又は請求項3に記載の車両用電源装置。 A deterioration determination unit that determines whether or not the second power supply unit is in a predetermined deterioration state;
When the deterioration determining unit determines that the second power supply unit is in a deteriorated state, the control unit sets the voltage applied to the first conductive path during the period during which the specific load is driven to the target voltage value. The power supply device for vehicles according to claim 1 or 3 which makes said voltage conversion part perform voltage conversion operation which converts and applies to said 2nd electric conduction path.
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