JP5119699B2

JP5119699B2 - Vehicle power supply

Info

Publication number: JP5119699B2
Application number: JP2007072983A
Authority: JP
Inventors: 実深澤; 秀哲松任
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: JP2008230405A

Description

本発明は、車載の電気負荷に給電する車両用電源装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply device that supplies power to a vehicle-mounted electric load.

従来、ブレーキへの電力供給を行うためのバッテリと、このバッテリの異常時にブレーキへの電力供給を行うためのキャパシタユニットとを有する、車両用電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両用電源装置は、バッテリから出力される電圧が基準値未満になると、キャパシタユニットからの放電が可能となるとともに、バッテリからの電力供給が停止するものである。
特開２００５−１４７５４号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a vehicle power supply device that includes a battery for supplying power to a brake and a capacitor unit for supplying power to the brake when the battery is abnormal (see, for example, Patent Document 1). ). In the vehicle power supply device, when the voltage output from the battery becomes less than the reference value, the capacitor unit can be discharged and the power supply from the battery is stopped.
JP 2005-14754 A

ところで、大電力を消費する電気負荷（大電力消費負荷）には、それ以外の電気負荷において電圧低下等の給電不良を起こさないようにするため、補助電源として蓄電装置が備えられることがある。したがって、この蓄電装置の蓄電量が不足している状態で大電力消費負荷が電力を消費すると、それ以外の電気負荷において給電不良が起こるおそれがあるため、大電力消費負荷が電力を消費する状況では、その蓄電装置には必要な蓄電量をできるだけ蓄えておく必要がある。 By the way, an electrical load that consumes a large amount of power (a large power consumption load) may be provided with a power storage device as an auxiliary power source so as not to cause a power supply failure such as a voltage drop in other electrical loads. Therefore, if the large power consuming load consumes power in a state where the amount of power stored in this power storage device is insufficient, power supply failure may occur in other electric loads, so the large power consuming load consumes power. Then, it is necessary to store the necessary amount of power storage in the power storage device as much as possible.

この点、上述の従来技術では、給電対象として上述のような大電力消費負荷が存在すると、補助電源であるキャパシタユニットへの充電は主電源に相当するバッテリのみしかないため、大電力消費負荷の電力の消費具合によっては、キャパシタユニットの放電に対してバッテリからの充電が追いつかず、キャパシタユニットの蓄電量が不足するおそれがある。 In this regard, in the above-described conventional technology, when the large power consumption load as described above exists as a power supply target, the capacitor unit as an auxiliary power source is charged only by a battery corresponding to the main power source. Depending on the power consumption, charging from the battery may not catch up with the discharge of the capacitor unit, and the amount of power stored in the capacitor unit may be insufficient.

そこで、本発明は、車載負荷に電源として備えられた蓄電装置の蓄電量の不足を防止することができる、車両用電源装置の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle power supply device that can prevent a shortage of the amount of power stored in a power storage device provided as a power source in a vehicle-mounted load.

上記目的を達成するため、本発明に係る車両用電源装置は、
第１の車載負荷と、
前記第１の車載負荷よりも消費電力が大きい第２の車載負荷を備える複数のシステムと、
前記複数のシステムのそれぞれに備えられた蓄電装置と、
前記第１の車載負荷と前記第２の車載負荷と前記蓄電装置に給電可能な給電装置と、
前記蓄電装置間に設けられた直流／直流電圧変換器と、
前記蓄電装置間で充放電がなされるように前記直流／直流電圧変換器の電圧変換を制御する制御装置と、
前記蓄電装置の放電電流が前記第１の車載負荷に流れないように、前記給電装置から前記第２の車載負荷及び前記蓄電装置への給電方向と逆方向の電流の流通を遮断する遮断手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vehicle power supply device according to the present invention includes:
A first in-vehicle load;
A plurality of systems including a second in-vehicle load that consumes more power than the first in-vehicle load;
A power storage device provided in each of the plurality of systems;
A power feeding device capable of feeding power to the first in-vehicle load, the second in-vehicle load, and the power storage device;
A DC / DC voltage converter provided between the power storage devices;
A control device for controlling voltage conversion of the DC / DC voltage converter so as to be charged and discharged between the power storage devices;
Blocking means for blocking the flow of current in the direction opposite to the feeding direction from the power feeding device to the second onboard load and the power storage device so that a discharge current of the power storage device does not flow to the first onboard load ; It is characterized by having.

本発明によれば、車載負荷に電源として備えられた蓄電装置の蓄電量の不足を防止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shortage of the electrical storage amount of the electrical storage apparatus provided with the vehicle-mounted load as a power supply can be prevented.

以下、図面を参照しながら、本発明の具体的な実施の形態について説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の第１実施形態である車両用電源装置１００の構成図を示す。車両用電源装置１００を備える車両は、複数の電気負荷を搭載しており、図１の場合、それらの電気負荷は電気負荷１２，２２，６２として例示されている。電気負荷１２，２２は、電気負荷６２に比べ所定期間に（例えば、５０ｍｓの短期間に）大きな電力量を消費する電気負荷である。ここでは、電気負荷１２，２２を短期大電力負荷と呼び、電気負荷６２を通常負荷と呼ぶものとする。 FIG. 1 shows a configuration diagram of a vehicle power supply device 100 according to a first embodiment of the present invention. A vehicle including the vehicle power supply device 100 is equipped with a plurality of electric loads. In the case of FIG. 1, these electric loads are exemplified as electric loads 12, 22, and 62. The electric loads 12 and 22 are electric loads that consume a larger amount of electric power in a predetermined period (for example, in a short period of 50 ms) than the electric load 62. Here, the electrical loads 12 and 22 are referred to as short-term high-power loads, and the electrical load 62 is referred to as a normal load.

図２は、短期大電力負荷の起動とともに流れる電流の変化を示した一例である。短期大電力負荷（特に、インダクタを有するモータ等の電気負荷）にはその過渡特性に従って定常時の電流値より大きい突入電流が起動とともに流れる。図２に示されるように、短期大電力負荷に流れる電流値は、起動後に一時的に大きなピーク電流値Ｉに到達後に定常電流まで低下する。ＴＡは、起動時からピーク電流値Ｉに到達後にピーク電流値Ｉの半分の電流値に低減するまでの時間である。 FIG. 2 is an example illustrating a change in current that flows with the start of a short-term high-power load. In a short-term high-power load (especially, an electric load such as a motor having an inductor), an inrush current larger than the current value in a steady state flows in accordance with the transient characteristics. As shown in FIG. 2, the value of the current flowing through the short-term high-power load decreases to a steady current after reaching a large peak current value I temporarily after startup. TA is the time from when the peak current value I is reached to when the current value is reduced to half the peak current value I after starting.

短期大電力負荷を備えるシステムの具体例として、例えば、電動パワーステアリング装置や電動ブレーキ装置が挙げられる。例えば、図１において、１を電動パワーステアリング装置とし、２を電動ブレーキ装置とする。 Specific examples of a system having a short-term high power load include, for example, an electric power steering device and an electric brake device. For example, in FIG. 1, 1 is an electric power steering device and 2 is an electric brake device.

電動パワーステアリング装置１（以下、「電動パワステ１」という）は、操舵状態に応じてモータにより操舵力を発生させてドライバーのステアリング操作を支援する。電動パワステ１は、短期大電力負荷１２に相当する操舵力調整用モータと不図示の操舵力調整用コンピュータ（電動パワステＥＣＵ）とを備える。操舵力調整用モータは、例えば、ステアリング機構のラックのストロークを調整するモータである。電動パワステＥＣＵは、例えば、トルクセンサや操舵角センサなどからのセンサ信号に基づいて操舵力調整用モータの起動が必要と判断した場合、操舵力調整用モータの起動要求発生フラグを立てて、操舵力調整用モータを駆動する駆動信号を出力する。その駆動信号に従って操舵力調整用モータは動作する。操舵力調整用モータの動作によって、ドライバーのステアリング操作がアシストされ得る。 The electric power steering device 1 (hereinafter referred to as “electric power steering 1”) supports a driver's steering operation by generating a steering force by a motor according to a steering state. The electric power steering 1 includes a steering force adjusting motor corresponding to the short-term large power load 12 and a steering force adjusting computer (electric power steering ECU) (not shown). The steering force adjusting motor is, for example, a motor that adjusts the rack stroke of the steering mechanism. For example, when the electric power steering ECU determines that it is necessary to start the steering force adjusting motor based on a sensor signal from a torque sensor, a steering angle sensor, or the like, the electric power steering ECU sets a start request generation flag for the steering force adjusting motor to perform steering. A drive signal for driving the force adjusting motor is output. The steering force adjusting motor operates according to the drive signal. The driver's steering operation can be assisted by the operation of the steering force adjusting motor.

電動ブレーキ装置２（以下、「電動ブレーキ２」という）は、車両の挙動の安定性などの向上のため、横方向の加速度、ヨーレート、舵角などの車両の状態に応じて、車両の左右の制動力を自動的に調整する。電動ブレーキ２は、短期大電力負荷２２に相当する制動力調整用モータ（ＶＳＣモータ）と不図示の制動力調整用コンピュータ（ＶＳＣ−ＥＣＵ）とを備える。ＶＳＣモータは、制動力を調整するための油圧を調整するポンプを駆動するモータである。ＶＳＣ−ＥＣＵは、例えば、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、舵角センサなどからのセンサ信号に基づいてＶＳＣモータの起動が必要と判断した場合、ＶＳＣモータの起動要求発生フラグを立てて、ＶＳＣモータを駆動する駆動信号を出力する。その駆動信号に従ってＶＳＣモータは動作する。ＶＳＣモータの動作によって、制動力が調整され得る結果、車両の挙動の安定化を可能にする。また、電動ブレーキ２として、エンジンの吸気による負圧ではなく電動油圧ポンプによってドライバーの制動操作力をアシストする倍力装置（ハイドロブースタ）が挙げられる。この場合、その電動油圧ポンプを駆動するモータが短期大電力負荷２２に相当する。 The electric brake device 2 (hereinafter referred to as “electric brake 2”) is designed to improve the stability of the behavior of the vehicle according to the state of the vehicle such as lateral acceleration, yaw rate, rudder angle, etc. Adjust braking force automatically. The electric brake 2 includes a braking force adjusting motor (VSC motor) corresponding to the short-term high power load 22 and a braking force adjusting computer (VSC-ECU) (not shown). The VSC motor is a motor that drives a pump that adjusts the hydraulic pressure for adjusting the braking force. For example, when the VSC-ECU determines that the VSC motor needs to be started based on sensor signals from a vehicle speed sensor, an acceleration sensor, a yaw rate sensor, a rudder angle sensor, etc., the VSC-ECU sets a VSC motor start request generation flag, A drive signal for driving the motor is output. The VSC motor operates according to the drive signal. As a result of the braking force being able to be adjusted by the operation of the VSC motor, it is possible to stabilize the behavior of the vehicle. Moreover, as the electric brake 2, there is a booster (hydro booster) that assists the driver's braking operation force with an electric hydraulic pump instead of the negative pressure due to engine intake. In this case, the motor that drives the electric hydraulic pump corresponds to the short-term high-power load 22.

電動パワステ１等の短期大電力負荷を備えるシステム毎に、短期大電力負荷に給電可能な蓄電装置が備えられている。蓄電装置１１は短期大電力負荷１２に給電可能なように接続され、蓄電装置２１は短期大電力負荷２２に給電可能なように接続される。例えば、蓄電装置１１は短期大電力負荷１２に並列接続され、蓄電装置２１は短期大電力負荷２２に並列接続される。短期大電力負荷が短期的に必要となる大電流大電力をまかなうため、後述の主電源である給電装置（オルタネータ６０やバッテリ６１）とは別に、補助電源として蓄電装置（補助蓄電装置）が各システムに備えられている。したがって、これらの各補助蓄電装置は、その補助蓄電装置に対応する短期大電力負荷の作動に備えて、一定値以上の蓄電状態を保っておく必要がある。ここでは、蓄電装置１１，２１が補助蓄電装置に相当する。蓄電装置１１，２１の具体例として、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛電池、又はこれらのいずれかの組み合わせが挙げられる。補助電源として用いられる蓄電装置１１等は、システム毎に備えられるため、リチウムイオン電池等に比べて小型で搭載上有利な電気二重層キャパシタが特に好適である。電極の表面積を拡げて薄い絶縁物を挟み込むことにより容量を拡大可能な電気二重層キャパシタの利点を利用し、例えば車両の各ドアの内装部に搭載されるとよい。 A power storage device capable of supplying power to the short-term high power load is provided for each system including the short-term high power load such as the electric power steering 1. The power storage device 11 is connected so as to be able to supply power to the short-term high power load 12, and the power storage device 21 is connected so as to be able to supply power to the short-term high power load 22. For example, the power storage device 11 is connected in parallel to the short-term high power load 12, and the power storage device 21 is connected in parallel to the short-term high power load 22. In order to supply a large current and a large amount of power required for a short-term high-power load in the short-term, a power storage device (auxiliary power storage device) is provided as an auxiliary power source separately from a power supply device (alternator 60 or battery 61) which is a main power source described later. Provided in the system. Therefore, each of these auxiliary power storage devices needs to maintain a power storage state of a certain value or more in preparation for the operation of a short-term high power load corresponding to the auxiliary power storage device. Here, the power storage devices 11 and 21 correspond to auxiliary power storage devices. Specific examples of the power storage devices 11 and 21 include an electric double layer capacitor, a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, a lead battery, or any combination thereof. Since the power storage device 11 or the like used as an auxiliary power supply is provided for each system, an electric double layer capacitor that is small and advantageous in terms of mounting is particularly suitable as compared with a lithium ion battery or the like. The advantage of the electric double layer capacitor that can expand the capacity by expanding the surface area of the electrode and sandwiching a thin insulator is preferably mounted on the interior of each door of the vehicle, for example.

また、短期大電力負荷以外の通常負荷６２に相当する通常負荷の具体例として、例えば、エアコン、ヘッドライト、リヤデフォッガ、リヤワイパー、ミラーヒータ、シートヒータ、オーディオ、ランプ、シガーソケット、各種ＥＣＵ、などが挙げられる。 Specific examples of the normal load corresponding to the normal load 62 other than the short-term large power load include, for example, an air conditioner, a headlight, a rear defogger, a rear wiper, a mirror heater, a seat heater, an audio, a lamp, a cigar socket, various ECUs, Etc.

通常負荷６２や短期大電力負荷１２，２２に給電可能であり、蓄電装置１１，２１に給電可能な（充電可能な）、給電装置として、オルタネータ６０やバッテリ６１が挙げられる。オルタネータ６０やバッテリ６１は、電源ライン（ハーネス）７０を介して通常負荷６２に電力を供給可能であるとともに、電源ライン７０，７１及びダイオード６３を介して短期大電力負荷１２，２２及び蓄電装置１１，１２に電力を供給可能である。バッテリ６１の具体例として、鉛電池、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ、又はこれらのいずれかの組み合わせなどが挙げられる。 Examples of a power supply device that can supply power to the normal load 62 and the short-term high-power loads 12 and 22 and can supply power to the power storage devices 11 and 21 (chargeable) include an alternator 60 and a battery 61. The alternator 60 and the battery 61 can supply power to the normal load 62 via the power supply line (harness) 70, and the short-term high power loads 12 and 22 and the power storage device 11 via the power supply lines 70 and 71 and the diode 63. , 12 can be supplied with power. Specific examples of the battery 61 include a lead battery, a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, an electric double layer capacitor, or any combination thereof.

また、バッテリ６１には、ダイオード６３のアノード側の電源ライン７０を介して、運動エネルギーを電気エネルギーに変換することにより発電を行うオルタネータ６０が接続されていてもよい。オルタネータ６０は、車両を走行させるためのエンジンの出力によって発電を行う。オルタネータ６０が発電した電力は、通常負荷６２、短期大電力負荷１２，２２に供給されたり、バッテリ６１や蓄電装置１１，２１に充電されたりする。なお、オルタネータ６０が停止している状態では、バッテリ６１から各電気負荷に電力を供給し得る。例えば、エンジンが停止してオルタネータ６０の不作動状態である駐車状態で必要とされる電力は、バッテリ６１から供給することができる。 Further, an alternator 60 that generates electric power by converting kinetic energy into electric energy may be connected to the battery 61 via a power line 70 on the anode side of the diode 63. The alternator 60 generates power by the output of the engine for running the vehicle. The electric power generated by the alternator 60 is supplied to the normal load 62 and the short-term high-power loads 12 and 22, or the battery 61 and the power storage devices 11 and 21 are charged. When the alternator 60 is stopped, power can be supplied from the battery 61 to each electric load. For example, the electric power required in the parking state where the engine is stopped and the alternator 60 is inoperative can be supplied from the battery 61.

また、オルタネータ６０やバッテリ６１等の給電装置から短期大電力負荷１２，２２及び蓄電装置１１，２１への給電方向と逆方向の電流の流通を遮断する手段として、ダイオード６３が備えられている。ダイオード６３によって、通常負荷６２と短期大電力負荷１２，２２及び蓄電装置１１，２１とが分離されている。すなわち、オルタネータ６０やバッテリ６１等の給電装置及び通常負荷６２はダイオード６３のアノード側に接続され、短期大電力負荷１２，２２及び蓄電装置１１，２１はダイオード６３のカソード側に接続される。このようにダイオード６３を接続することによって、蓄電装置１１，２１の放電電流が、電気負荷６２やバッテリ６１に流れることを防止することができる。 Further, a diode 63 is provided as means for interrupting the flow of current in the direction opposite to the direction of power supply from the power supply device such as the alternator 60 and the battery 61 to the short-term high-power loads 12 and 22 and the power storage devices 11 and 21. The normal load 62, the short-term high-power loads 12 and 22, and the power storage devices 11 and 21 are separated by the diode 63. That is, the power supply device such as the alternator 60 and the battery 61 and the normal load 62 are connected to the anode side of the diode 63, and the short-term high power loads 12 and 22 and the power storage devices 11 and 21 are connected to the cathode side of the diode 63. By connecting the diode 63 in this way, it is possible to prevent the discharge current of the power storage devices 11 and 21 from flowing to the electric load 62 and the battery 61.

また、ダイオード６３のアノード側において、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２と蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２との間には、その入出力電流の方向を双方向に変換可能な直流／直流電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）１０，２０が備えられる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０は、バッテリ６１及び通常負荷６２の電圧仕様、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２の電圧仕様、蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２の電圧仕様などに合わせて、昇圧変換、降圧変換、同圧変換のいずれかの変換動作をするものであればよい。例えば、バッテリ６１及び通常負荷６２が４２Ｖ系の電圧仕様で、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２並びに蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２も４２Ｖ系の電圧仕様であれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０は４２Ｖ同士を同圧変換するものであればよい。また、例えば、バッテリ６１及び通常負荷６２が４２Ｖ系の電圧仕様で、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２が４２Ｖ系の電圧仕様で、蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２が１４Ｖ系の電圧仕様であれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は４２Ｖ同士を同圧変換するものでよく、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は４２Ｖと１４Ｖとを昇降圧変換するものであればよい。 Further, on the anode side of the diode 63, a direct current / direct current capable of bidirectionally converting the direction of the input / output current between the power storage device 11 and the short-term large power load 12 and the power storage device 21 and the short-term large power load 22. Voltage converters (DC-DC converters) 10 and 20 are provided. The DC-DC converters 10 and 20 are boosted according to the voltage specifications of the battery 61 and the normal load 62, the voltage specifications of the power storage device 11 and the short-term high power load 12, the voltage specifications of the power storage device 21 and the short-term high power load 22, and the like. Any conversion operation of conversion, step-down conversion, and same-pressure conversion may be used. For example, if the battery 61 and the normal load 62 have a 42V system voltage specification, and the power storage device 11 and the short-term large power load 12 and the power storage device 21 and the short-term large power load 22 also have a 42V system voltage specification, the DC-DC converter 10 , 20 only needs to convert 42V to the same pressure. Further, for example, the battery 61 and the normal load 62 have a 42V system voltage specification, the power storage device 11 and the short-term high power load 12 have a 42V system voltage specification, and the power storage device 21 and the short-term high power load 22 have a 14V system voltage specification. If so, the DC-DC converter 10 may convert 42V to the same pressure, and the DC-DC converter 20 only needs to convert 42V and 14V up and down.

ＤＣ／ＤＣコンバータ１０，２０は、その内部にあるトランスやスイッチングレギュレータやシリーズレギュレータ等の電圧変換手段によって、その要求される電圧変換に応じて、ダイオード６３のカソード側に接続される電源ライン７１の電圧を昇降圧変換して短期大電力負荷及び補助蓄電装置側に出力し、短期大電力負荷及び補助蓄電装置側の電圧を昇降圧変換して電源ライン７１側に出力する。 The DC / DC converters 10 and 20 have a power supply line 71 connected to the cathode side of the diode 63 according to the required voltage conversion by voltage conversion means such as a transformer, a switching regulator, and a series regulator inside. The voltage is step-up / down converted and output to the short-term high-power load and auxiliary power storage device side, and the short-term high-power load and auxiliary power storage device-side voltage is step-up / down converted and output to the power supply line 71 side.

また、車両用電源装置１００は、蓄電装置１１，１２の蓄電状態を管理する電源マネージャ５０を備える。電源マネージャ５０は、蓄電装置１１と蓄電装置１２との間の充放電の制御を可能にするため、蓄電装置１１及び／又は蓄電装置２１の蓄電状態に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０の電圧変換を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）である。電源マネージャ５０は、制御プログラムや制御データを記憶するＲＯＭ、制御プログラムの処理データを一時的に記憶するＲＡＭ、制御プログラムを処理するＣＰＵ、外部と情報をやり取りするための入出力インターフェースなどの複数の回路要素によって構成されたものである。電源マネージャ５０は、蓄電装置１１等の補助蓄電装置の蓄電状態を監視する。 In addition, the vehicle power supply device 100 includes a power supply manager 50 that manages the storage state of the power storage devices 11 and 12. The power supply manager 50 controls the voltage of the DC-DC converters 10 and 20 based on the power storage state of the power storage device 11 and / or the power storage device 21 in order to enable control of charging / discharging between the power storage device 11 and the power storage device 12. An electronic control unit (ECU) that controls conversion. The power supply manager 50 includes a plurality of ROMs for storing control programs and control data, a RAM for temporarily storing control program processing data, a CPU for processing control programs, and an input / output interface for exchanging information with the outside. It is composed of circuit elements. The power supply manager 50 monitors the power storage state of an auxiliary power storage device such as the power storage device 11.

電源マネージャ５０は、補助蓄電装置の電圧を検出する電圧センサを用いて補助蓄電装置の電圧値を検出する。また、電源マネージャ５０は、例えば、補助蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサや補助蓄電装置の電圧を検出する電圧センサを用いて補助蓄電装置の電流値や電圧値を検出することによって、補助蓄電装置の充電状態を検出してもよい。より具体的には、電源マネージャ５０は、補助蓄電装置の電流値や電圧値を検出することによって、補助蓄電装置の容量がどれだけ残っているのかを示す「充電率（ＳＯＣ：State of Charge）」を算出する。充電率は、満充電容量に対する残容量を示すものである。電源マネージャ５０は、例えば、補助蓄電装置の充放電電流の積算（積分）などにより充電率（残容量）を算出する。電気量（補助蓄電装置の容量）の時間的変化の割合が、電流に相当するからである。残容量は補助蓄電装置の満充電時の容量から補助蓄電装置から放電された放電量を引いた値に相当することから、電源マネージャ５０は、補助蓄電装置の充放電電流をモニターしその履歴をメモリに記録することによって、充電率（残容量）を算出することが可能になる。なお、満充電時の初期容量は、所定のメモリに記憶されてよい。 The power supply manager 50 detects the voltage value of the auxiliary power storage device using a voltage sensor that detects the voltage of the auxiliary power storage device. Further, the power supply manager 50 detects the current value and voltage value of the auxiliary power storage device by using, for example, a current sensor that detects the charge / discharge current of the auxiliary power storage device and a voltage sensor that detects the voltage of the auxiliary power storage device. The state of charge of the auxiliary power storage device may be detected. More specifically, the power supply manager 50 detects a current value or a voltage value of the auxiliary power storage device, and indicates how much capacity of the auxiliary power storage device remains “Charge rate (SOC: State of Charge)” Is calculated. The charge rate indicates the remaining capacity with respect to the full charge capacity. The power supply manager 50 calculates the charge rate (remaining capacity) by, for example, integration (integration) of the charge / discharge current of the auxiliary power storage device. This is because the rate of temporal change in the amount of electricity (capacity of the auxiliary power storage device) corresponds to the current. Since the remaining capacity corresponds to a value obtained by subtracting the amount of discharge discharged from the auxiliary power storage device from the capacity when the auxiliary power storage device is fully charged, the power supply manager 50 monitors the charge / discharge current of the auxiliary power storage device and records its history. By recording in the memory, it is possible to calculate the charging rate (remaining capacity). Note that the initial capacity at the time of full charge may be stored in a predetermined memory.

また、電源マネージャ５０は、放電初期時の補助蓄電装置の電圧の極小値を測定することによって充電率を推定してもよい。放電初期時の電圧の落ち込みにより生ずる極小値と充電率は相関があることが知られているため、電源マネージャ５０は、その相関関係（例えば、マップデータ）に基づいて充電率を推定することができる。 In addition, power supply manager 50 may estimate the charging rate by measuring the minimum value of the voltage of the auxiliary power storage device at the initial stage of discharging. Since it is known that there is a correlation between the minimum value caused by the voltage drop at the initial stage of discharge and the charging rate, the power supply manager 50 may estimate the charging rate based on the correlation (for example, map data). it can.

また、電源マネージャ５０は、放電初期時の補助蓄電装置の内部抵抗を測定することによって充電率及び満充電容量を算出してもよい。内部抵抗は、初期放電電流と初期放電電圧によって算出される。内部抵抗と充電率、ならびに、内部抵抗と満充電容量は、相関があることが知られている。電源マネージャ５０は、補助蓄電装置の内部抵抗に対する充電率の算出マップを参照して、補助蓄電装置の内部抵抗に対応する充電率を算出する。電源マネージャ５０は、補助蓄電装置の内部抵抗に対する満充電容量の算出マップを参照して、補助蓄電装置の内部抵抗に対応する満充電容量を算出する。 Further, the power supply manager 50 may calculate the charging rate and the full charge capacity by measuring the internal resistance of the auxiliary power storage device at the initial stage of discharging. The internal resistance is calculated from the initial discharge current and the initial discharge voltage. It is known that there is a correlation between the internal resistance and the charging rate, and the internal resistance and the full charge capacity. Power supply manager 50 refers to a charging rate calculation map for the internal resistance of the auxiliary power storage device, and calculates a charging rate corresponding to the internal resistance of the auxiliary power storage device. The power supply manager 50 refers to the calculation map of the full charge capacity with respect to the internal resistance of the auxiliary power storage device, and calculates the full charge capacity corresponding to the internal resistance of the auxiliary power storage device.

電源マネージャ５０は、蓄電装置１１が所定の充電状態を満たしていない場合には（例えば、蓄電装置１１の電圧が所定電圧未満の場合には、又は蓄電装置１１の充電率が所定値未満の場合には）、電源ライン７１側を（すなわち、蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２側を）入力とし蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２側を出力とする電圧変換方向となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ１０を制御するとともに、電源ライン７１側を（すなわち、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２側を）出力とし蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２側を入力とする電圧変換方向となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ２０を制御する。したがって、蓄電装置１１について所定の蓄電低下状態が検出された場合にＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０の電圧変換方向を上述のように制御することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０における入出力電流の方向が適切に切り替えられ、オルタネータ６０等の給電装置による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電が可能になるだけでなく、蓄電装置２１による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電が可能になる。 When the power storage device 11 does not satisfy a predetermined charging state (for example, when the voltage of the power storage device 11 is less than a predetermined voltage, or when the charging rate of the power storage device 11 is less than a predetermined value) DC-DC so as to be in a voltage conversion direction in which the power supply line 71 side is input (that is, the power storage device 21 and the short-term high power load 22 side) and the power storage device 11 and the short-term high power load 12 side are outputs. The converter 10 is controlled, and the power line 71 side (that is, the power storage device 11 and the short-term high power load 12 side) is used as an output and the power storage device 21 and the short-term high power load 22 side are used as input. The DC-DC converter 20 is controlled. Therefore, when a predetermined power storage low state is detected for power storage device 11, the voltage conversion direction of DC-DC converters 10 and 20 is controlled as described above, so that the input / output currents in DC-DC converters 10 and 20 are controlled. The direction is appropriately switched, and not only the power storage device 11 and the short-term high power load 12 can be supplied by the power supply device such as the alternator 60 but also the power storage device 21 can supply power to the power storage device 11 and the short-term high power load 12. become.

同様に、電源マネージャ５０は、蓄電装置２１が所定の充電状態を満たしていない場合には（例えば、蓄電装置２１の電圧が所定電圧未満の場合には、又は蓄電装置２１の充電率が所定値未満の場合には）、電源ライン７１側を（すなわち、蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２側を）出力とし蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２側を入力とする電圧変換方向となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ１０を制御するとともに、電源ライン７１側を（すなわち、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２側を）入力とし蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２側を出力とする電圧変換方向となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ２０を制御してもよい。つまり、蓄電装置２１について所定の蓄電低下状態が検出された場合にＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０の電圧変換方向を上述のように制御することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０における入出力電流の方向が適切に切り替えられ、オルタネータ６０等の給電装置による蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２に対する給電が可能になるだけでなく、蓄電装置１１による蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２に対する給電が可能になる。 Similarly, the power supply manager 50 determines that the power storage device 21 does not satisfy a predetermined charging state (for example, when the voltage of the power storage device 21 is less than a predetermined voltage or the charging rate of the power storage device 21 is a predetermined value). The power line 71 side (that is, the power storage device 21 and the short-term high power load 22 side) as an output and the power conversion device 11 and the short-term high power load 12 side as inputs. A voltage conversion direction for controlling the DC-DC converter 10 and having the power supply line 71 side as an input (that is, the power storage device 11 and the short-term high-power load 12 side) as inputs and the power storage device 21 and the short-term high-power load 22 side as outputs. You may control the DC-DC converter 20 so that it may become. That is, when a predetermined power storage low state is detected for the power storage device 21, the voltage conversion direction of the DC-DC converters 10 and 20 is controlled as described above, whereby the input / output currents in the DC-DC converters 10 and 20 are controlled. The direction is appropriately switched, and not only power supply to the power storage device 21 and the short-term high power load 22 by the power supply device such as the alternator 60 but also power supply to the power storage device 21 and the short-term high power load 22 by the power storage device 11 is possible. become.

また、電源マネージャ５０は、蓄電装置１１が所定の充電状態を満たしていなく蓄電装置２１も所定の充電状態を満たしていない場合には、短期大電力負荷に付与された優先度に応じて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０の電圧変換方向を制御してよい。例えば、電源マネージャ５０は、優先度が低く設定された短期大電力負荷に備えられた補助蓄電装置から優先度が高く設定された短期大電力負荷及び補助蓄電装置に給電されるようにＤＣ−ＤＣコンバータ１０及び２０の電圧変換方向を制御する。これによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０における入出力電流の方向が適切に切り替えられ、優先度に応じた補助蓄電装置間の充放電が可能となる。 Further, when the power storage device 11 does not satisfy the predetermined charging state and the power storage device 21 does not satisfy the predetermined charging state, the power supply manager 50 determines whether the power storage device 11 satisfies the priority assigned to the short-term high power load. -The voltage conversion direction of the DC converters 10 and 20 may be controlled. For example, the power supply manager 50 may supply power to a short-term high-power load and auxiliary power storage device with high priority from an auxiliary power storage device provided with a short-term high-power load with low priority. The voltage conversion direction of the converters 10 and 20 is controlled. Thereby, the directions of the input / output currents in the DC-DC converters 10 and 20 are appropriately switched, and charging / discharging between the auxiliary power storage devices according to the priority becomes possible.

このようにＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０の電圧変換方向を制御することによって、オルタネータ６０等の給電装置による給電だけではなく、他の補助蓄電装置による給電も可能となるので、蓄電装置１１と２１の蓄電状態が不足することを防止することができる。また、バッテリ６１と補助蓄電装置との間にＤＣ−ＤＣコンバータが設けられているので、たとえ蓄電装置１１，２１の蓄電量が零であっても、ＤＣ−ＤＣコンバータによって電流の変化速度を調整することによって、バッテリ６１からの突入電流を防ぐことができる。 By controlling the voltage conversion direction of the DC-DC converters 10 and 20 in this way, not only power feeding by a power feeding device such as the alternator 60 but also power feeding by another auxiliary power storage device is possible. It is possible to prevent a shortage of the storage state. In addition, since a DC-DC converter is provided between the battery 61 and the auxiliary power storage device, the current change rate is adjusted by the DC-DC converter even if the power storage amount of the power storage devices 11 and 21 is zero. By doing so, inrush current from the battery 61 can be prevented.

図３は、本発明の第２実施形態である車両用電源装置２００の構成図を示す。第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の機能や構成については、第１の実施形態と同一の符号を付して、説明を省略又は簡略する。 FIG. 3 shows a configuration diagram of a vehicle power supply device 200 according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the same functions and configurations as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted or simplified.

車両用電源装置２００は、オルタネータ６０とバッテリ６１等の給電装置側を入力とし短期大電力負荷及び補助蓄電装置側を出力とする方向に少なくとも電流の流通が可能な直流／直流電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）３０を備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の電圧変換は、後述の電源マネージャ５１によって制御されてもよいし、不図示の他の電子制御装置によって制御されてもよい。 The vehicular power supply device 200 is a DC / DC voltage converter (DC) capable of at least current flow in a direction in which the power supply device side such as the alternator 60 and the battery 61 is an input and the short-term high-power load and the auxiliary power storage device side is an output. -DC converter) 30. The voltage conversion of the DC-DC converter 30 may be controlled by a power supply manager 51 described later, or may be controlled by another electronic control device (not shown).

また、車両用電源装置２００は、短期大電力負荷１２及び蓄電装置１１と短期大電力負荷２２及び蓄電装置１２との間に双方向の電流の流通が可能な直流／直流電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）４０を備える。 Further, the vehicle power supply device 200 includes a DC / DC voltage converter (DC−) capable of bidirectional current flow between the short-term high power load 12 and the power storage device 11 and the short-term high power load 22 and the power storage device 12. DC converter) 40 is provided.

また、電源マネージャ５１は、蓄電装置１１と蓄電装置１２との間の充放電の制御を可能にするため、蓄電装置１１及び／又は蓄電装置２１の蓄電状態に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧変換を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）である。電源マネージャ５１は、蓄電装置１１等の補助蓄電装置の蓄電状態を監視する。 In addition, the power supply manager 51 controls the voltage of the DC-DC converter 40 based on the power storage state of the power storage device 11 and / or the power storage device 21 in order to control charge / discharge between the power storage device 11 and the power storage device 12. An electronic control unit (ECU) that controls conversion. The power supply manager 51 monitors the power storage state of an auxiliary power storage device such as the power storage device 11.

電源マネージャ５１は、蓄電装置１１が所定の充電状態を満たしていない場合には（例えば、蓄電装置１１の電圧が所定電圧未満の場合には、又は蓄電装置１１の充電率が所定値未満の場合には）、電源ライン７２側を（すなわち、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２側を）出力とし電源ライン７３側を（すなわち、蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２側を）入力とする電圧変換方向となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ４０を制御する。したがって、蓄電装置１１について所定の蓄電低下状態が検出された場合にＤＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧変換方向を上述のように制御することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０における入出力電流の方向が適切に切り替えられ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０と４０とを介してオルタネータ６０等の給電装置による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電が可能になるだけでなく、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０を介して蓄電装置２１による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電が可能になる。 When the power storage device 11 does not satisfy a predetermined charging state (for example, when the voltage of the power storage device 11 is less than a predetermined voltage, or when the charging rate of the power storage device 11 is less than a predetermined value) The voltage having the power supply line 72 side (that is, the power storage device 11 and the short-term high power load 12 side) as an output and the power supply line 73 side (that is, the power storage device 21 and the short-term high power load 22 side) as an input. The DC-DC converter 40 is controlled so as to be in the conversion direction. Accordingly, by controlling the voltage conversion direction of the DC-DC converter 40 as described above when a predetermined reduced storage state is detected for the power storage device 11, the direction of the input / output current in the DC-DC converter 40 is appropriately set. Not only can the power supply be switched to the power storage device 11 and the short-term high-power load 12 by the power supply device such as the alternator 60 via the DC-DC converters 30 and 40, but also the power storage device via the DC-DC converter 40. Power supply to the power storage device 11 and the short-term large power load 12 by 21 is possible.

同様に、電源マネージャ５１は、蓄電装置２１が所定の充電状態を満たしていない場合には（例えば、蓄電装置２１の電圧が所定電圧未満の場合には、又は蓄電装置２１の充電率が所定値未満の場合には）、電源ライン７２側を（すなわち、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２側を）入力とし電源ライン７３側を（すなわち、蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２側を）出力とする電圧変換方向となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ４０を制御する。したがって、蓄電装置２１について所定の蓄電低下状態が検出された場合にＤＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧変換方向を上述のように制御することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０における入出力電流の方向が適切に切り替えられ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０と４０とを介してオルタネータ６０等の給電装置による蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２に対する給電が可能になるだけでなく、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０を介して蓄電装置１１による蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２に対する給電が可能になる。 Similarly, the power supply manager 51 determines that the power storage device 21 does not satisfy a predetermined charging state (for example, when the voltage of the power storage device 21 is less than the predetermined voltage or the charging rate of the power storage device 21 is a predetermined value). The power line 72 side (that is, the power storage device 11 and the short-term high power load 12 side) as an input and the power line 73 side (that is, the power storage device 21 and the short-term high power load 22 side) as an output. The DC-DC converter 40 is controlled so that the voltage conversion direction is as follows. Accordingly, by controlling the voltage conversion direction of the DC-DC converter 40 as described above when a predetermined power storage reduction state is detected for the power storage device 21, the direction of the input / output current in the DC-DC converter 40 is appropriately set. Not only can the power supply be switched to the power storage device 21 and the short-term high-power load 22 by the power supply device such as the alternator 60 via the DC-DC converters 30 and 40, but also the power storage device can be connected via the DC-DC converter 40. 11 can supply power to the power storage device 21 and the short-term large power load 22.

また、上述と同様に、電源マネージャ５０は、蓄電装置１１が所定の充電状態を満たしていなく蓄電装置２１も所定の充電状態を満たしていない場合には、短期大電力負荷に付与された優先度に応じて、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧変換方向を制御してよい。これによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０における入出力電流の方向が適切に切り替えられ、優先度に応じた補助蓄電装置間の充放電が可能となる。 Similarly to the above, when the power storage device 11 does not satisfy the predetermined charging state and the power storage device 21 does not satisfy the predetermined charging state, the power supply manager 50 prioritizes the short-term high-power load. The voltage conversion direction of the DC-DC converter 40 may be controlled accordingly. Thereby, the directions of the input / output currents in the DC-DC converters 10 and 20 are appropriately switched, and charging / discharging between the auxiliary power storage devices according to the priority becomes possible.

このようにＤＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧変換方向を制御することによって、オルタネータ６０等の給電装置による給電だけではなく、他の補助蓄電装置による給電も可能となるので、蓄電装置１１と２１の蓄電状態が不足することを防止することができる。また、バッテリ６１と補助蓄電装置との間にＤＣ−ＤＣコンバータが設けられているので、たとえ蓄電装置１１，２１の蓄電量が零であっても、ＤＣ−ＤＣコンバータによって電流の変化速度を調整することによって、バッテリ６１からの突入電流を防ぐことができる。 By controlling the voltage conversion direction of the DC-DC converter 40 in this way, not only power feeding by a power feeding device such as the alternator 60 but also power feeding by another auxiliary power storage device is possible. It is possible to prevent the state from being insufficient. In addition, since a DC-DC converter is provided between the battery 61 and the auxiliary power storage device, the current change rate is adjusted by the DC-DC converter even if the power storage amount of the power storage devices 11 and 21 is zero. By doing so, inrush current from the battery 61 can be prevented.

図４は、電源マネージャ５０（５１）が短期大電力負荷の作動に伴う電力需要を推定する推定手段を備える場合についての構成図である。電源マネージャ５０（５１）は、短期大電力負荷の作動を予知させる予兆情報に基づいて短期大電力負荷の作動に伴う電力需要を推定し、その推定結果に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０（４０）の電圧変換方向を制御する。このように制御することによって、補助蓄電装置の所定の蓄電低下状態の検出後にＤＣ−ＤＣコンバータの電圧変換方向を制御する場合に比べ、補助蓄電装置間の充放電を早い段階で制御することができ、補助蓄電装置の蓄電量の不足を未然に防ぐことができる。 FIG. 4 is a configuration diagram in the case where the power supply manager 50 (51) includes an estimation unit that estimates the power demand accompanying the operation of the short-term large power load. The power supply manager 50 (51) estimates the power demand accompanying the operation of the short-term high power load based on the predictive information for predicting the operation of the short-term high power load, and the DC-DC converters 10, 20 ( 40) The voltage conversion direction is controlled. By controlling in this way, charging / discharging between the auxiliary power storage devices can be controlled at an earlier stage than when the voltage conversion direction of the DC-DC converter is controlled after detection of a predetermined power storage low state of the auxiliary power storage device. It is possible to prevent a shortage of the amount of power stored in the auxiliary power storage device.

短期大電力負荷が車両の操舵状態に応じて電力を消費する電気負荷（例えば、上述の操舵力調整用モータ）であれば、電源マネージャ５０（５１）による電力需要の推定は、当該短期大電力負荷の作動の予兆となるドライバーの視線又は顔向き、あるいは道路形状に基づいて行えばよい。 If the short-term high power load is an electric load that consumes power according to the steering state of the vehicle (for example, the steering force adjusting motor described above), the power demand estimation by the power manager 50 (51) What is necessary is just to perform based on a driver | operator's eyes | visual_axis or face direction, or a road shape which becomes a precursor of the action | operation of load.

また、短期大電力負荷が車両の制動状態に応じて電力を消費する電気負荷（例えば、上述のＶＳＣモータ）であれば、電源マネージャ５０（５１）による電力需要の推定は、当該短期大電力負荷の作動の予兆となるドライバーの制動操作部への付与負荷、あるいは道路形状に基づいて行えばよい。 If the short-term high power load is an electric load (for example, the above-described VSC motor) that consumes power according to the braking state of the vehicle, the power demand estimation by the power manager 50 (51) This may be performed based on the load applied to the braking operation portion of the driver, which is a sign of the operation of the vehicle, or the road shape.

短期大電力負荷の作動を予知させる予兆情報を検出する予兆情報検出手段として、例えば、図４に示されるように、視線検出装置８０、ナビゲーション装置８１、ブレーキ操作検出装置８２が挙げられる。 As the sign information detection means for detecting sign information for predicting the operation of the short-term high power load, for example, as shown in FIG. 4, a line-of-sight detection device 80, a navigation device 81, and a brake operation detection device 82 can be cited.

視線検出装置８０は、車内にあるカメラによって撮影された乗員の撮影画像に基づいて乗員の視線や顔の向きを検出する装置である。ドライバーが車両を操舵する時には視線や顔の向きが操舵する方向に変化しているものである。そこで、ドライバーの視線や顔の向きが正面方向から非正面方向（斜め方向）に変化することを車両が操舵される兆候とみなせば、視線検出装置８０によって当該変化が検出されることで車両が操舵されること（すなわち、電動パワステ１の操舵力調整用モータの電力需要が発生し電動パワステ１の蓄電装置１１が所定の充電状態を満たさなくなること）を事前に推定することができる。 The line-of-sight detection device 80 is a device that detects the line of sight of the occupant and the orientation of the face based on a photographed image of the occupant photographed by a camera in the vehicle. When the driver steers the vehicle, the line of sight and face direction change in the steering direction. Therefore, if the change in the driver's line of sight and face direction from the front direction to the non-front direction (diagonal direction) is regarded as a sign that the vehicle is steered, the change is detected by the line-of-sight detection device 80, so that the vehicle It can be estimated in advance that the vehicle is steered (that is, the electric power demand of the motor for adjusting the steering force of the electric power steering 1 is generated and the power storage device 11 of the electric power steering 1 does not satisfy the predetermined charging state).

したがって、視線検出装置８０によって当該変化が検出された場合に、蓄電装置２１による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電が可能になるようにＤＣ−ＤＣコンバータの電圧変換方向を上述と同様に制御することによって、蓄電装置１１の蓄電状態が不足することを防止することができる。 Therefore, when the change is detected by the line-of-sight detection device 80, the voltage conversion direction of the DC-DC converter is the same as described above so that the power storage device 21 can supply power to the power storage device 11 and the short-term large power load 12. By controlling, it can prevent that the electrical storage state of the electrical storage apparatus 11 runs short.

ナビゲーション装置８１は、ＧＰＳ装置と地図ＤＢ（データベース）を有している。ＧＰＳ装置は、ＧＰＳ受信機によるＧＰＳ衛星からの受信情報に基づいて、自車の位置を２次元若しくは３次元の座標データによって特定する装置である。一方、地図ＤＢは、高精度の地図情報を記憶している。高精度の地図情報には、直線路、カーブ、分岐路、路面傾斜及びカント等の道路形状や地形に関する情報や、交差点、踏切、駐車場、有料道路の料金所（ＥＴＣレーン）などの施設の存在地点の情報がその地点の座標データとともに含まれている。地図ＤＢ内の地図情報は、車車間通信や路車間通信や所定の管理センターなどの外部との通信を介して、あるいは、ＣＤやＤＶＤなどの媒体を介して、更新可能にしてもよい。したがって、ナビゲーション装置８１は、ＧＰＳ装置により検出された車両位置と地図ＤＢ内の地図情報に基づいて、自車が地図上のどのような地点に位置しているのかを把握することができる。 The navigation device 81 has a GPS device and a map DB (database). The GPS device is a device that specifies the position of the vehicle by two-dimensional or three-dimensional coordinate data based on information received from a GPS satellite by a GPS receiver. On the other hand, the map DB stores high-precision map information. The high-precision map information includes information on road shapes and topography such as straight roads, curves, branch roads, road slopes, and cants, as well as information on facilities such as intersections, railroad crossings, parking lots, and tollgates (ETC lanes). Information on the location is included with the coordinate data for that location. The map information in the map DB may be updatable via vehicle-to-vehicle communication, road-to-vehicle communication, external communication such as a predetermined management center, or via a medium such as a CD or DVD. Therefore, the navigation device 81 can grasp the location of the own vehicle on the map based on the vehicle position detected by the GPS device and the map information in the map DB.

そこで、車両がカーブを走行している時には、電動パワステ１の操舵力調整用モータや電動ブレーキ２のＶＳＣモータの作動が想定されるため、車両がカーブの手前を走行していることをそれらのモータの電力需要が発生する兆候とみなせば、ナビゲーション装置８１によってカーブの手前での走行が検出されることでそれらのモータの電力需要が発生し電動パワステ１の蓄電装置１１と電動ブレーキ２の蓄電装置２１が所定の充電状態を満たさなくなることを事前に推定することができる。 Therefore, when the vehicle is traveling on a curve, it is assumed that the steering force adjusting motor of the electric power steering 1 and the VSC motor of the electric brake 2 are operated, so that the vehicle is traveling in front of the curve. If it is considered that the electric power demand of a motor will generate | occur | produce, the driving | running | working before the curve will be detected by the navigation apparatus 81, the electric power demand of those motors will generate | occur | produce, and the electrical storage apparatus 11 of the electric power steering 1 and the electrical storage of the electric brake 2 It can be estimated in advance that the device 21 does not satisfy the predetermined state of charge.

したがって、ナビゲーション装置８１によってカーブの手前での走行が検出された場合に、蓄電装置２１による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電又は蓄電装置１１による蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２に対する給電が可能になるようにＤＣ−ＤＣコンバータの電圧変換方向を上述と同様に制御することによって、蓄電装置１１、２１の蓄電状態が不足することを防止することができる。 Therefore, when the navigation device 81 detects traveling before the curve, the power storage device 21 supplies power to the power storage device 11 and the short-term high power load 12 or the power storage device 11 supplies power to the power storage device 21 and the short-term high power load 22. By controlling the voltage conversion direction of the DC-DC converter in the same manner as described above, it is possible to prevent the power storage state of the power storage devices 11 and 21 from being insufficient.

ブレーキ操作検出装置８２は、ドライバーのブレーキ操作を検出するための装置であって、例えば、ドライバーの足とブレーキペダルとの接触を検知可能なタッチセンサやブレーキスイッチ、ドライバーによるブレーキペダルの踏み込み操作の初速を検知可能な速度センサである。そこで、ブレーキペダルをドライバーが踏み込んでいる時には、電動ブレーキ装置２のＶＳＣモータやハイドロブースタの作動が想定されるため、ブレーキペダルの踏み始めをＶＳＣモータやハイドロブースタの電力需要が発生する兆候とみなせば、ブレーキ操作検出装置８２によってブレーキペダルの踏み始めが検出されることでＶＳＣモータやハイドロブースタの電力需要が発生し電動ブレーキ２の蓄電装置２１が所定の充電状態を満たさなくなることを事前に推定することができる。 The brake operation detection device 82 is a device for detecting a driver's brake operation. For example, a touch sensor or a brake switch that can detect contact between a driver's foot and a brake pedal, and a driver's brake pedal depression operation. This is a speed sensor that can detect the initial speed. Therefore, since the operation of the VSC motor and the hydro booster of the electric brake device 2 is assumed when the driver depresses the brake pedal, the start of the brake pedal can be regarded as an indication that the electric power demand of the VSC motor and the hydro booster is generated. For example, it is preliminarily estimated that the brake operation detection device 82 detects the start of stepping on the brake pedal, thereby generating a power demand for the VSC motor or the hydro booster and causing the power storage device 21 of the electric brake 2 to not satisfy a predetermined charging state. can do.

したがって、ブレーキ操作検出装置８２によってブレーキペダルの踏み始めが検出された場合に、蓄電装置１１による蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２に対する給電が可能になるようにＤＣ−ＤＣコンバータの電圧変換方向を上述と同様に制御することによって、蓄電装置２１の蓄電状態が不足することを防止することができる。 Therefore, when the brake pedal operation detection device 82 detects the start of the brake pedal, the voltage conversion direction of the DC-DC converter is changed so that the power storage device 11 can supply power to the power storage device 21 and the short-term high-power load 22. By controlling in the same manner as described above, it is possible to prevent the power storage state of the power storage device 21 from being insufficient.

また、電源マネージャ５０（５１）は、ナビゲーション装置８１の持つカーブ情報、車速センサ８３による自車速情報、操舵角センサ８４による操舵角速度情報などに基づいて、カーブを走行する際の電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流を推定し、その動作電流の推定結果に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０（４０）の電圧変換方向を制御してもよい。このように制御することによっても、補助蓄電装置の所定の蓄電低下状態の検出後にＤＣ−ＤＣコンバータの電圧変換方向を制御する場合に比べ、補助蓄電装置間の充放電を早い段階で制御することができ、補助蓄電装置の蓄電量の不足を未然に防ぐことができる。 The power supply manager 50 (51) also steers the electric power steering 1 when traveling on a curve based on the curve information of the navigation device 81, the own vehicle speed information by the vehicle speed sensor 83, the steering angular speed information by the steering angle sensor 84, and the like. The operating current of the force adjusting motor may be estimated, and the voltage conversion direction of the DC-DC converters 10 and 20 (40) may be controlled based on the estimation result of the operating current. By controlling in this way, charging / discharging between the auxiliary power storage devices can be controlled at an early stage as compared with the case where the voltage conversion direction of the DC-DC converter is controlled after detection of the predetermined power storage low state of the auxiliary power storage device. It is possible to prevent a shortage of the amount of power stored in the auxiliary power storage device.

電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流は、操舵角速度ωに応じて変化する。車両が一定速度Ｖで走行している場合、カーブにおける曲率の最大値をＫ０とし、曲率がＫ０になるまでの走行距離をｌとすると、曲率の変化は、
Ｋ＝Ｖ×Ｋ０／ｌ
と表すことができる。また、操舵角θは、ホイールベース長をＬとすると、
θ＝Ｌ×Ｋ＝Ｌ×（Ｖ×Ｋ０／ｌ）
と表すことができる。したがって、操舵角速度ωは、
ω＝ｄＬＫ／ｄｔ＝Ｌ×Ｖ×Ｋ０／ｌ［ｒａｄ／ｓ］
と表すことができる。電源マネージャ５０（５１）は、このように演算した操舵角速度ωに基づき、操舵角速度ωと電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流との関係を定めたマップを用いて、電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流を推定する。そして、電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流が所定値以上流れることが推定されれば、電動パワステ１の蓄電装置１１が所定の充電状態を満たさなくなることを事前に推定することができる。 The operating current of the motor for adjusting the steering force of the electric power steering 1 changes according to the steering angular velocity ω. When the vehicle is traveling at a constant speed V, if the maximum value of curvature in the curve is K0 and the travel distance until the curvature reaches K0 is l, the change in curvature is
K = V × K0 / l
It can be expressed as. Further, the steering angle θ is given by L as the wheelbase length.
θ = L × K = L × (V × K0 / l)
It can be expressed as. Therefore, the steering angular velocity ω is
ω = dLK / dt = L × V × K0 / l [rad / s]
It can be expressed as. Based on the steering angular velocity ω calculated in this way, the power supply manager 50 (51) uses a map that defines the relationship between the steering angular velocity ω and the operating current of the steering force adjusting motor of the electric power steering 1, and The operating current of the steering force adjusting motor is estimated. If it is estimated that the operating current of the steering force adjusting motor of the electric power steering 1 flows over a predetermined value, it can be estimated in advance that the power storage device 11 of the electric power steering 1 does not satisfy the predetermined charging state. .

したがって、電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流が所定値以上流れることが推定された場合に、蓄電装置２１による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電が可能になるようにＤＣ−ＤＣコンバータの電圧変換方向を上述と同様に制御することによって、蓄電装置１１の蓄電状態が不足することを防止することができる。 Therefore, when it is estimated that the operating current of the steering force adjusting motor of the electric power steering 1 flows over a predetermined value, the power storage device 21 can supply power to the power storage device 11 and the short-term high-power load 12 by DC−. By controlling the voltage conversion direction of the DC converter in the same manner as described above, it is possible to prevent the power storage state of the power storage device 11 from being insufficient.

以上の通り、上述の実施例によれば、蓄電装置１１，２１の蓄電状態が不足することを防止することができる。また、蓄電装置１１、２１の蓄電状態の不足によるバッテリ６１の電圧低下を抑え、短期大電力負荷を含めバッテリ６１に接続される通常負荷６２（特に、ナビゲーション装置などの最低作動電圧が他の電気負荷に比べ相対的に高い電気負荷）がその電圧低下によって機能不良（例えば、コンピュータのリセットや誤動作、モータ類の出力低下）を起こすことを防ぐことができる。また、バッテリ６１に接続される電気負荷がランプであれば、その明滅を防止することができる。 As described above, according to the above-described embodiment, it is possible to prevent the storage state of the power storage devices 11 and 21 from being insufficient. Moreover, the voltage drop of the battery 61 due to the shortage of the power storage state of the power storage devices 11 and 21 is suppressed, and the normal load 62 connected to the battery 61 including the short-term high-power load (especially, the minimum operating voltage of the navigation device or the like has other electric power). It is possible to prevent malfunction of the electrical load (relatively high electrical load compared to the load) due to the voltage drop (for example, resetting of the computer, malfunctioning, and output reduction of the motors). Further, if the electric load connected to the battery 61 is a lamp, the blinking can be prevented.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形、置換及び組合せを加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, substitutions, and modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Combinations can be added.

例えば、短期大電力負荷を備えるシステムの具体例として、電動スタビ１と電動ブレーキ２を示したが、当該システムはこれらの装置に限られない。例えば、電動スタビリティコントロール装置（ロール角調整用モータとロール角調整用コンピュータとを備え、車両のロールを抑えるスタビライザを電動で制御し、車両の横方向の加速度に応じて適切なロール角となるように車両の姿勢を制御する装置）、車高制御装置（車高調整用モータと車高調整用コンピュータとを備え、ユーザからの指令や車両の状態に応じて車両の高さを制御する装置）、二次空気供給装置（エアクリーナからの空気を排気ポートに送り込むポンプモータとポンプモータを制御するコンピュータとを備え、エアクリーナからの空気を排気ポートに送り込む装置）、カムバイワイヤ（エンジンカムを動かすカム用モータとカム用モータを制御するコンピュータとを備え、エンジンカムをベルトレスで制御する装置）などが挙げられる。 For example, although the electric stabilizer 1 and the electric brake 2 were shown as a specific example of a system provided with a short-term large power load, the said system is not restricted to these apparatuses. For example, an electric stability control device (equipped with a roll angle adjusting motor and a roll angle adjusting computer and electrically controlling a stabilizer that suppresses the roll of the vehicle so that an appropriate roll angle is obtained in accordance with the lateral acceleration of the vehicle. Device for controlling the attitude of the vehicle, a vehicle height control device (a vehicle height adjustment motor and a vehicle height adjustment computer, and a device for controlling the height of the vehicle in accordance with a command from the user and the state of the vehicle ), Secondary air supply device (equipped with a pump motor that sends air from the air cleaner to the exhaust port and a computer that controls the pump motor, and a device that sends air from the air cleaner to the exhaust port), cam-by-wire (cam that moves the engine cam) A motor for controlling the engine cam without a belt). And the like.

例えば、図１において、ダイオード６３はＤＣ−ＤＣコンバータに置き換えてもよい。また、図３において、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０をダイオードに置き換えてもよいが、バッテリ６１から蓄電装置１２に突入電流が流れないように、電源マネージャ５１は蓄電装置１２の蓄電状態を一定レベル以上に保つようにＤＣ−ＤＣコンバータ４０を制御する。 For example, in FIG. 1, the diode 63 may be replaced with a DC-DC converter. In FIG. 3, the DC-DC converter 30 may be replaced with a diode, but the power supply manager 51 sets the power storage state of the power storage device 12 to a certain level or more so that no inrush current flows from the battery 61 to the power storage device 12. The DC-DC converter 40 is controlled to maintain.

また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０と電源マネージャ５０については、両者を別体構成にしてもよいし一体構成にしてもよい。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０，４０と電源マネージャ５１についても同様である。 In addition, the DC-DC converters 10 and 20 and the power supply manager 50 may be configured separately or integrally. The same applies to the DC-DC converters 30 and 40 and the power supply manager 51.

また、上記の電力需要の推定を電源マネージャが行ってもよいし、短期大電力負荷を制御するＥＣＵが行ってもよい。各ＥＣＵが自身の制御するモータ等の短期大電力負荷の作動に伴う電力需要を推定すると、電源マネージャが各ＥＣＵから情報を集めて短期大電力負荷の作動に伴う電力需要を推定する場合に比べ、通信遅延も抑制でき、推定精度を向上させることができる。また、電力需要を推定すべき短期大電力負荷が増えるにつれて演算負荷が増加するため、一つのＥＣＵ（電源マネージャ）で全ての推定演算を行う場合よりも各ＥＣＵで分散して推定演算を行う場合のほうが、推定演算の対象負荷の増加に対する拡張性も高い。 The power demand may be estimated by a power supply manager, or an ECU that controls a short-term large power load. When each ECU estimates the power demand associated with the operation of a short-term high-power load such as a motor that it controls, the power manager collects information from each ECU and estimates the power demand associated with the operation of the short-term large-power load. Communication delay can also be suppressed and estimation accuracy can be improved. In addition, since the calculation load increases as the short-term large power load for which power demand should be estimated increases, the estimation calculation is distributed in each ECU rather than the case where all the estimation calculations are performed in one ECU (power supply manager). In this case, the extensibility with respect to an increase in the target load of the estimation calculation is high.

本発明の第１実施形態である車両用電源装置１００の構成図を示す。The block diagram of the vehicle power supply device 100 which is 1st Embodiment of this invention is shown. 短期大電力負荷の起動とともに流れる電流の変化を示した一例である。It is an example which showed the change of the electric current which flows with starting of a short-term high-power load. 本発明の第２実施形態である車両用電源装置２００の構成図を示す。The block diagram of the vehicle power supply device 200 which is 2nd Embodiment of this invention is shown. 電源マネージャ５０（５１）が短期大電力負荷の作動に伴う電力需要を推定する推定手段を備える場合についての構成図である。It is a block diagram about the case where the power supply manager 50 (51) is provided with the estimation means which estimates the electric power demand accompanying the action | operation of a short-term high-power load.

Explanation of symbols

１０，２０，３０，４０ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１，２１補助蓄電装置
１２，２２短期大電力負荷
５０，５１電源マネージャ
６０オルタネータ
６１バッテリ
６２通常負荷
６３ダイオード
８０視線検出装置
８１ナビゲーション装置
８２ブレーキ操作検出装置
８３車速センサ
８４操舵角センサ
１００，２００車両用電源装置 10, 20, 30, 40 DC-DC converter 11, 21 Auxiliary power storage device 12, 22 Short-term high power load 50, 51 Power manager 60 Alternator 61 Battery 62 Normal load 63 Diode 80 Line-of-sight detection device 81 Navigation device 82 Brake operation detection device 83 Vehicle speed sensor 84 Steering angle sensor 100, 200 Power supply device for vehicle

Claims

A first in-vehicle load;
A plurality of systems including a second in-vehicle load that consumes more power than the first in-vehicle load;
A power storage device provided in each of the plurality of systems;
A power feeding device capable of feeding power to the first in-vehicle load, the second in-vehicle load, and the power storage device;
A DC / DC voltage converter provided between the power storage devices;
A control device for controlling voltage conversion of the DC / DC voltage converter so as to be charged and discharged between the power storage devices;
Blocking means for blocking the flow of current in the direction opposite to the feeding direction from the power feeding device to the second onboard load and the power storage device so that a discharge current of the power storage device does not flow to the first onboard load ; A vehicle power supply device.

The control device is configured such that the power storage device on the input side of the DC / DC voltage converter and the power supply device in the power storage device are connected to the power storage device on the output side of the DC / DC voltage converter in the power storage device. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein input / output of the DC / DC voltage converter is switched so that power can be supplied.

The vehicle power supply device according to claim 2, wherein the DC / DC voltage converter prevents an inrush current from the power feeding device to the output-side power storage device.

4. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein a plurality of the DC / DC voltage converters are provided for each of the power storage devices. 5.

The power supply device for a vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the blocking means is a diode.

The power supply device for a vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein the power storage device is a capacitor.

The vehicle power supply device according to claim 6, wherein the capacitor is mounted on a vehicle door.