JP2005112250A - Power circuit and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
停止条件が成立した場合にエンジンを自動的に停止し、再始動条件が成立した場合にエンジンを再始動するエンジン制御システムを有する車両の電源回路およびこれを搭載した車両に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply circuit having an engine control system that automatically stops an engine when a stop condition is satisfied and restarts the engine when a restart condition is satisfied, and a vehicle equipped with the power supply circuit.
従来より、燃費を上昇する走行方式として、アイドルストップと呼ばれるシステムが知られている。このシステムでは、信号待ちなどで車両が停車しているときに、エンジンを自動的に停止し、その後車両が発進する際に、エンジンを自動的に再始動する。このように、車両停止中にエンジンを停止することにより、その間の燃料の消費および排ガスの排出を停止することができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a system called idle stop has been known as a driving method for improving fuel efficiency. In this system, the engine is automatically stopped when the vehicle is stopped due to a signal or the like, and then the engine is automatically restarted when the vehicle is started. Thus, by stopping the engine while the vehicle is stopped, fuel consumption and exhaust gas emission can be stopped during that time.
ここで、エンジンの再起動を行う際には、スタータモータに大電流が流れる。このため、バッテリの電圧が低下し、バッテリからの電力供給を受けて動作している各種の電気負荷の動作が十分行えなくなる。 Here, when the engine is restarted, a large current flows through the starter motor. For this reason, the voltage of a battery falls and it becomes impossible to fully perform the operation | movement of the various electric loads which operate | move by receiving the electric power supply from a battery.
特許文献1には、電圧低下保護回路を設け、バッテリの電圧低下を補償して、電気負荷の動作を維持することが示されている。従って、エンジン再始動時においても、各種電気負荷へ供給される電圧の低下を防止して、その動作を維持することができる。 Patent Document 1 discloses that a voltage drop protection circuit is provided to compensate for the battery voltage drop and maintain the operation of the electric load. Therefore, even when the engine is restarted, it is possible to prevent the voltage supplied to the various electric loads from being lowered and maintain its operation.
しかし、この特許文献1に記載の装置では、電圧低下保護回路を介し、電気負荷が接続されている。すなわち、この特許文献1に記載の装置では、不要時には、コンデンサなどの主要回路は切り離されているが、バッテリと電気負荷は電圧低下保護回路内のダイオードを介し接続される。従って、この電圧低下保護回路への引き回し配線や、電圧低下回路内のダイオードによる電圧低下が生じる。 However, in the device described in Patent Document 1, an electrical load is connected via a voltage drop protection circuit. That is, in the apparatus described in Patent Document 1, main circuits such as a capacitor are disconnected when not required, but the battery and the electrical load are connected via a diode in the voltage drop protection circuit. Therefore, a voltage drop is caused by the lead wiring to the voltage drop protection circuit and the diode in the voltage drop circuit.
本発明は、電気負荷への電力供給をより適切に行える電源回路およびこれを搭載した車両を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the power supply circuit which can supply the electric power to an electric load more appropriately, and the vehicle carrying this.
本発明は、停止条件が成立した場合にエンジンを自動的に停止し、再始動条件が成立した場合にエンジンを再始動するエンジン制御システムを有する車両の電源回路において、電気機器に電力を供給するバッテリと、このバッテリからの電力供給を受けて動作し、前記エンジンの再始動を行うためのスタータと、前記バッテリからの電力供給を受け動作する電気負荷と、前記バッテリと前記電気負荷との間に設けられ、バッテリの電圧低下を補償する電圧低下保護回路と、この電圧低下保護回路をバイパスして、バッテリと電気負荷とを直接接続するバイパススイッチと、前記自動停止後にエンジンの再始動を行うときにバイパスリレーをオフして前記電圧低下保護回路を動作させ、その他のときにはバイパスリレーをオンすることでバッテリと電気負荷を前記電圧低下保護回路を介さずに接続するよう制御する制御装置と、を有することを特徴とする。 The present invention supplies electric power to an electric device in a power supply circuit of a vehicle having an engine control system that automatically stops the engine when the stop condition is satisfied and restarts the engine when the restart condition is satisfied. A battery, a starter that operates by receiving power supply from the battery and restarts the engine, an electric load that operates by receiving power supply from the battery, and between the battery and the electric load A voltage drop protection circuit that compensates for a voltage drop of the battery, a bypass switch that bypasses the voltage drop protection circuit and directly connects the battery and the electric load, and restarts the engine after the automatic stop Sometimes the bypass relay is turned off to activate the voltage drop protection circuit, and at other times the bypass relay is turned on to And having a control device for controlling to connect the electrical load without passing through the voltage protection circuit and.
また、前記バッテリは、車両のエンジンルームに設置され、前記電圧低下保護回路は、ドライバ席の下方付近に設置され、前記バイパススイッチは、バッテリの近傍に設けられていることが好適である。 Further, it is preferable that the battery is installed in an engine room of the vehicle, the voltage drop protection circuit is installed near a lower part of a driver seat, and the bypass switch is provided near the battery.
以上説明したように、本発明によれば、自動停止後にエンジンの再始動を行うときにバイパスリレーをオフして前記電圧低下保護回路を動作させ、その他のときにはバイパスリレーをオンすることでバッテリと電気負荷を前記電圧低下保護回路を介さずに接続する。そこで、電圧低下保護回路や、ここまでの配線における電圧降下を防止することができ、効果的な電力供給を達成できる。 As described above, according to the present invention, when the engine is restarted after an automatic stop, the bypass relay is turned off to operate the voltage drop protection circuit, and at other times, the bypass relay is turned on to An electrical load is connected without going through the voltage drop protection circuit. Therefore, voltage drop in the voltage drop protection circuit and the wiring so far can be prevented, and effective power supply can be achieved.
また、バッテリをエンジンルームに設置し、電圧低下保護回路をドライバ席の下方付近に設置することで、電圧低下保護回路の設置の自由度を大きく取れ、かつバイパススイッチにより補機への配線長を十分短くできる。 In addition, by installing a battery in the engine room and installing a voltage drop protection circuit near the lower part of the driver's seat, the degree of freedom in installing the voltage drop protection circuit can be greatly increased, and the wiring length to the auxiliary equipment can be increased by a bypass switch. Can be short enough.
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。図1は、実施形態の電源回路を含むシステムの全体構成を示すブロック図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a system including a power supply circuit according to the embodiment.
メインバッテリ10は、車両に搭載されて電気機器の電源であり、例えば12Vの鉛バッテリで構成され、車両のエンジンルームに設置されている。このメインバッテリ10には、オルタネータ12、スタータ14、第1グループ補機16が接続されている。オルタネータ12は、エンジンに接続され、エンジンの回転によって、発電を行い、これによってメインバッテリ10を充電する。スタータ14は、エンジンに接続されており、エンジンの始動時にメインバッテリ10からの電力により駆動されエンジンを回転させて始動する。なお、本実施形態では、アイドルストップ時における再始動について利用され、イグニッションキーによる再始動の場合には他のスタータが利用されるものとするが、1つのスタータによりエンジンの始動をすべて行ってもよい。また、第1グループ補機16は、メインバッテリ10に直接接続されている電気負荷であり、ある程度の電圧降下が問題とならない機器やエンジンの再始動時に一時的に動作を停止しても問題のない機器である。例えば、エンジンECUなどのECUや、パワステ用モータなどである。
The
また、メインバッテリ10には、電圧低下保護回路18を介し、第2グループ補機20が接続されている。電圧低下保護回路18は、メインバッテリ10の電圧が一時的に低下したときに、この低下量を補償して、出力にメインバッテリ10の通常時出力と同等の出力を補償するものである。第2グループ補機20は、エンジン再始動時において、供給電圧が電圧低下して欲しくない電気負荷であり、オーディオ、ナビゲーション装置などがこれに当たる。
In addition, a second group
そして、電圧低下保護回路18をバイパス経路を設定するためのバイパスリレー22が設けられている。すなわち、このバイパスリレー22をオンすることによって、メインバッテリ10は、電圧低下保護回路18を介さず、直接第2グループ補機20に接続される。
A
また、制御装置24は、このバイパスリレー22のオンオフを制御するもので、メインバッテリ10から電源を得ている。
The
このようなシステムにおいて、制御装置24は、図2に示すフローチャートに基づいて、バイパスリレー22のオンオフおよび電圧低下保護回路18のオンオフを制御する。すなわち、まずアイドルストップ時の再始動かを判定する(S11)。この判定でYESであれば、バイパスリレー22をオフするとともに、電圧低下保護回路18をオンする(S12)。これによって、エンジン再始動時においては、電圧低下保護回路18の出力により第2グループ補機20が動作することになり、第2グループ補機20において、通常の動作が維持される。
In such a system, the
一方、S11の判定で、NOの場合には、バイパスリレー22をオンするとともに、電圧低下保護回路18をオフする(S13)。これによって、エンジン再始動時以外においては、第2グループ補機20は、バイパスリレー22を介し、メインバッテリ10に直接接続される。従って、電圧低下保護回路18を介することによる電圧の不要な低下を防止して、効率的な電力供給が行える。
On the other hand, if the determination in S11 is NO, the
なお、エンジンは、ブレーキを踏んだ状態で車両が停止した後所定時間を経過したときにオフする。次に、ブレーキを離すか、アクセルを踏んだ場合に、まずバイパスリレー22をオフし、その後エンジン始動する。そして、エンジン始動完了(オルタネータ12出力電圧が所定値、またはエンジン回転数が所定回転になった)時に、バイパスリレー22をオンする。
The engine is turned off when a predetermined time elapses after the vehicle stops with the brake applied. Next, when the brake is released or the accelerator is depressed, the
また、イグニッションキーによるエンジン始動時(キー始動時)には、バイパスリレー22のオンオフ処理は行わなくてよい。
Further, when the engine is started by the ignition key (at the time of key start), the
なお、図1においては、バイパス経路をオンオフするバイパスリレー22を用いたが、これに代えてバイパス経路または電圧低下保護回路18のいずれかにメインバッテリ10を接続する切り換えスイッチを利用してもよい。
In FIG. 1, the
図3には、電圧低下保護回路18の一構成例を示す。入力は、ダイオードD1を介し出力に接続している。また、入力は、抵抗R、ダイオードD2、およびスイッチSWを介し出力に接続されており、抵抗RとダイオードD2の接続点がコンデンサCを介しアースに接続されている。なお、図示のように、入力と出力は、バイパスリレー22を介し接続されている。
FIG. 3 shows an example of the configuration of the voltage
従って、バイパスリレー22がオンの場合には、入力と出力が短絡されて、この回路は何ら機能しない。一方、バイパスリレー22がオフとなった場合には、この回路が機能する。まず、スイッチSW2をオフしておくことで、出力電圧によらずコンデンサCが入力電圧に応じて充電される。一方、スイッチSWをオンすることで、コンデンサCから放電されて、出力電圧が維持される。
Therefore, when the
このような電圧低下保護回路18を有する装置の動作を図4に基づいて説明する。まず、イグニッションスイッチ(IG)がオンの場合には、バイパスリレー22をオンする(S21)。そして、コンデンサCへの充電期間を待って(S22)、スイッチSWをオンする(S23)。これによって、通常時は、バイパスリレー22がオン、スイッチSWがオンの状態になっており、コンデンサ22は、出力に接続された状態になっている。
The operation of the device having such a voltage
そして、始動の指令があるか否かを判定し(S24)、始動指令があった場合には、バイパスリレー22をオフする(S25)。これによって、電圧低下保護回路18が出力に接続される。この状態で、スタータ14をオンして(S26)エンジンを始動する。
Then, it is determined whether or not there is a start command (S24). If there is a start command, the
エンジンが所定回転数になることなどによって、エンジン始動が完了した場合(S27においてYESの場合)には、スイッチSWをオフするとともに、バイパスリレー22をオンして(S28)、S22の判定に戻り、コンデンサCの充電を行った後、スイッチSWをオンして、通常の状態に戻る。
If the engine has been started (eg, YES in S27), such as when the engine reaches a predetermined speed, the switch SW is turned off and the
なお、IGオフの場合には、バイパスリレー22をオフするとともに、スイッチSWもオフされる。
When the IG is off, the
このようにして、S25において、バイパスリレー22がオフして、スイッチSWをオンして、スタータ14を起動することで、電圧低下保護回路18の出力電圧を維持することができる。
In this way, in S25, the
なお、ダイオードD1を省略することもできる。さらに、SWを省略し、SWの代わりに他のダイオードを挿入することもできる。 The diode D1 can be omitted. Further, SW can be omitted, and another diode can be inserted instead of SW.
図5には、電圧低下保護回路18の他の構成例を示してある。この例では、入力は、コイルL、ダイオードD3を介し出力接続される。また、ダイオードD3のカソードおよび出力は、コンデンサC2を介しアースに接続されている。さらにコイルLとダイオードD3の接続部は、NPNトランジスタQを介し、アースに接続され、このNPNトランジスタQのベースには、コントローラCONTの出力が接続されている。このコントローラCONTは、出力の電圧に応じて、NPNトランジスタQのスイッチングを制御する。また、コントローラCONTは、オンオフ信号によって、動作をオンオフする。
FIG. 5 shows another configuration example of the voltage
このような電圧低下保護回路18においては、コントローラCONTによって、NPNトランジスタQのスイッチングを行うことで、コイルLを利用して昇圧された電圧を得て、コンデンサC2を充電することができ、出力電圧をモニタしておきその電圧を所望の電圧に維持することができる。従って、バッテリ10の電圧が下がっている状況においても、出力の電圧が低下しないようにすることができる。
In such a voltage
このような電圧低下保護回路18を有する装置の動作を図6に基づいて説明する。まず、イグニッションスイッチ(IG)がオンの場合には、バイパスリレー22をオンする(S31)。これによって、通常時は、バイパスリレー22がオン、コントローラCONTがオフの状態になっており、バッテリの電圧がそのまま出力される。
The operation of the device having such a voltage
そして、始動の指令があるか否かを判定し(S32)、始動指令があった場合には、バイパスリレー22をオフし(S33)、この状態で、スタータ14をオンして(S34)エンジンを始動する。
Then, it is determined whether or not there is a start command (S32). If there is a start command, the
エンジンが所定回転数になることなどによって、エンジン始動が完了した場合(S35でYESの場合)には、バイパスリレー22をオンして(S36)、S32に戻る。
When the engine start is completed (for example, YES in S35) due to the engine rotating at a predetermined speed or the like, the
なお、IGオフの場合には、バイパスリレー22をオフするとともに、コントローラCONTもオフされる。
When the IG is off, the
このようにして、始動時には、バイパスリレー22がオフして、スタータ14を起動することで、電圧低下保護回路18の出力電圧を維持することができる。
Thus, at the time of start-up, the output voltage of the voltage
図7は、車両への搭載例の模式図である。車両100のエンジンルーム40内には、各種の部品が収容されているが、例えば図示のように、メインバッテリ10、エンジン42、オルタネータ12、スタータ14、CVT(無段変速)、CVT用のオイルポンプ46等が収容されており、さらにバイパスリレー22も設置されている。オルタネータ12、スタータ14、オイルポンプ46メインバッテリ10が直接配線で接続されている。
FIG. 7 is a schematic diagram of an example of mounting on a vehicle. Various components are housed in the
一方、車室30内は、メータ32、パワステ(パワーステアリング)モータ34、オーディオ36、ナビゲーション装置38などが配置され、また電圧低下保護回路18は、車室30内のドライバシート下方に設置されている。また、メータ32、パワステモータ34などには、メインバッテリ10が直接配線で接続されているが、オーディオ36、ナビゲーション装置38については、バイパスリレー22を介しメインバッテリ10に接続されている。そして、バイパスリレー22は、エンジンルーム内に配置されているため、バイパスリレー22をオンした場合には、オーディオ36、ナビゲーション装置38は、比較的短距離で、メインバッテリ10に接続される。
On the other hand, a
電圧低下保護回路18は、バイパスリレー22を介し、メインバッテリ10およびオーディオ36、ナビゲーション装置38に接続されており、バイパスリレー22がオフの際のみに機能する。
The voltage
このように、電圧低下保護回路18をドライバシートの下方に設置したので、十分な空間を用意することができる。さらに、バイパスリレー22との距離はかなり遠くなるが、平常時にはバイパスリレー22がオンしており、電圧低下保護回路18への配線は問題とならない。
Thus, since the voltage
10 メインバッテリ、12 オルタネータ、14 スタータ、16 第1グループ補機、18 電圧低下保護回路、20 第2グループ補機、22 バイパスリレー、24 制御装置、30 車室、32 メータ、34 パワステモータ、34 モータ、36 オーディオ、38 ナビゲーション装置、40 エンジンルーム、42 エンジン、46 オイルポンプ、100 車両。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
電気機器に電力を供給するバッテリと、
このバッテリからの電力供給を受けて動作し、前記エンジンの再始動を行うためのスタータと、
前記バッテリからの電力供給を受け動作する電気負荷と、
前記バッテリと前記電気負荷との間に設けられ、バッテリの電圧低下を補償する電圧低下保護回路と、
この電圧低下保護回路をバイパスして、バッテリと電気負荷とを直接接続するバイパススイッチと、
前記自動停止後にエンジンの再始動を行うときにバイパスリレーをオフして前記電圧低下保護回路を動作させ、その他のときにはバイパスリレーをオンすることでバッテリと電気負荷を前記電圧低下保護回路を介さずに接続するよう制御する制御装置と、
を有することを特徴とする電源回路。 In a vehicle power circuit having an engine control system that automatically stops the engine when the stop condition is satisfied and restarts the engine when the restart condition is satisfied,
A battery for supplying power to the electrical equipment;
A starter that operates by receiving power supply from the battery and restarts the engine;
An electrical load that operates by receiving power from the battery;
A voltage drop protection circuit that is provided between the battery and the electrical load and compensates for a voltage drop of the battery;
A bypass switch that bypasses the voltage drop protection circuit and directly connects the battery and the electrical load;
When restarting the engine after the automatic stop, the bypass relay is turned off to operate the voltage drop protection circuit, and at other times the bypass relay is turned on so that the battery and the electric load are not passed through the voltage drop protection circuit. A control device for controlling to connect to,
A power supply circuit comprising:
前記バッテリは、車両のエンジンルームに設置され、
前記電圧低下保護回路は、ドライバ席の下方付近に設置され、
前記バイパススイッチは、バッテリの近傍に設けられていることを特徴とする車両。
A vehicle equipped with the power supply circuit according to claim 1,
The battery is installed in a vehicle engine room,
The voltage drop protection circuit is installed near the lower part of the driver seat,
The bypass switch is provided in the vicinity of a battery.
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