JP2005218171A - Method of supplying power from battery to load, power supply controller and automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリーから負荷へ給電を行うための方法及びその制御装置に関するものである。 The present invention relates to a method for supplying power from a battery to a load and a control device thereof.
近年、例えば自動車等に搭載されるバッテリーから各負荷への給電を行う手段として、当該給電を行う配電回路中にFET等のスイッチング素子を介在させ、そのオンオフによって通電制御を行うようにしたものが知られている。例えば特許文献1には、前記配電回路を形成する複数枚のバスバーと、制御回路が組み込まれた制御回路基板とが貼り合わされるとともに、両者にまたがってFET等のスイッチング素子が実装され、このスイッチング素子の駆動によって、前記配電回路の通電のオンオフ切換、すなわち各車載負荷への給電のオンオフの切換が行われるものが開示されている。
車両においては、バッテリーから複数の車載負荷に対して同時に給電を行わなければならない場合が多い。その場合、給電の対象となる電装品によってはバッテリーから出力される電流の瞬間最大値がきわめて大きくなることがある。従って従来は、通常時にバッテリーから出力される電流の値は比較的低くても、前記の電流最大値を見越して大きなバッテリー容量を設定しておかなければならず、これがバッテリー小型化の大きな妨げとなっている。また、たとえ瞬時ではあってもバッテリーの出力電流が過度に増大するとバッテリーの寿命に悪影響を与えるおそれがあり、その対策が求められている。 In vehicles, it is often necessary to feed power from a battery to a plurality of in-vehicle loads at the same time. In this case, the instantaneous maximum value of the current output from the battery may be extremely large depending on the electrical component to be fed. Therefore, in the past, even if the value of the current output from the battery during normal operation is relatively low, a large battery capacity must be set in anticipation of the maximum current value, which is a major hindrance to battery miniaturization. It has become. Moreover, even if it is instantaneous, if the output current of the battery increases excessively, the battery life may be adversely affected, and countermeasures are required.
本発明は、このような事情に鑑み、各負荷に対する適正な給電を行いながら、バッテリーから出力される電流の最大値を抑えて当該バッテリーの小型化及び長寿命化を図ることができる給電方法及び給電制御装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a power feeding method capable of reducing the maximum value of the current output from a battery and reducing the size and extending the life of the battery while performing appropriate power feeding to each load. An object is to provide a power supply control device.
例えば車両に搭載される電装品の中には、例えばエンジンのインジェクタやABS、エアバッグなどのように、安全面等の観点から予め定められた大きさの電流を常にフルに供給しなければならないものと、一時的に供給電流を規定値より下げても著しい支障は生じないものとが存在する。 For example, in an electrical component mounted on a vehicle, it is necessary to always supply a full current of a predetermined magnitude from the viewpoint of safety, such as an engine injector, ABS, or airbag. Some of them do not cause any significant trouble even if the supply current is temporarily lowered below a specified value.
本発明は、このような観点からなされたものであり、バッテリーから負荷への給電を行う方法であって、複数の負荷について予め優先度を設定しておき、互いに優先度の異なる複数の負荷へ給電を行うときに前記バッテリーから前記回路体に流れ込む電流の最大値を許容範囲内に収めるべく優先度の低い負荷に対する電流を制限するものである。 The present invention has been made from such a viewpoint, and is a method for supplying power from a battery to a load. Priorities are set in advance for a plurality of loads, and a plurality of loads having different priorities are set. In order to keep the maximum value of the current flowing from the battery into the circuit body when power is supplied within an allowable range, the current for a load having a low priority is limited.
また本発明は、車両のバッテリーから負荷への給電を行う装置であって、前記バッテリーから負荷への配電回路を形成するとともに、当該配電回路を流れる電流を変化させる電流調節素子を含む回路体と、前記バッテリーの使用状態を検出する検出手段と、この検出手段により検出されるバッテリーの使用状態に基づいて前記回路体における各電流調節素子の作動を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、前記配電回路を通じてバッテリー電力が供給される負荷について予め設定された優先度を記憶する記憶部と、互いに優先度の異なる複数の負荷へ給電を行うときに前記バッテリーから前記回路体に流れ込む電流の最大値を許容範囲内に収めるべく優先度の低い負荷に対する電流を制限するように前記電流調節素子の作動を制御する電流操作部とを含んでいるものである。 Further, the present invention is an apparatus for supplying power from a battery of a vehicle to a load, and forms a power distribution circuit from the battery to the load and includes a circuit body including a current adjusting element that changes a current flowing through the power distribution circuit; And a detecting means for detecting the use state of the battery, and a control means for controlling the operation of each current adjusting element in the circuit body based on the use state of the battery detected by the detecting means. A storage unit for storing a preset priority for a load to which battery power is supplied through the power distribution circuit, and a current flowing from the battery to the circuit body when power is supplied to a plurality of loads having different priorities. Control the operation of the current regulation element to limit the current to a low priority load to keep the maximum value within an acceptable range It is those containing a flow operation unit.
以上の構成によれば、互いに優先度の異なる複数の負荷に対して同時に給電を行う際に、優先度の高い負荷に対してはこれに見合った十分な大きさの電流を与えながら、優先度の低い負荷への電流を抑えることによって、バッテリーから出力される電流の最大値を抑え、その平準化を図ることができる。また、メモリ収納通信で確実にフレキシブルに対応することができる。 According to the above configuration, when power is simultaneously supplied to a plurality of loads having different priorities, the priority is given to a high priority load while giving a sufficiently large current. By suppressing the current to the low load, the maximum value of the current output from the battery can be suppressed and leveled. In addition, it is possible to respond flexibly and reliably with memory storage communication.
前記給電制御装置において、その電流調節素子として、前記配電回路中に介設される通電端子対を含み、前記制御手段から入力される制御電圧によって前記通電端子間の電流が変化する半導体スイッチング素子を含むとともに、その制御電圧の入力部に当該電圧のサージを吸収する素子が設けられている構成とすれば、当該半導体スイッチング素子のスイッチングサージを減らすことによって、バッテリー出力電流の平準化効果をより高めることができる。 In the power supply control device, a semiconductor switching element including a pair of energizing terminals interposed in the power distribution circuit as a current adjusting element, wherein a current between the energizing terminals is changed by a control voltage input from the control means. In addition, if an element that absorbs the surge of the voltage is provided at the input portion of the control voltage, the leveling effect of the battery output current is further enhanced by reducing the switching surge of the semiconductor switching element. be able to.
また、前記回路体、前記検出手段、及び前記制御手段が組み合わされてバッテリー装着用配電ユニットを構成するとともに、このバッテリー装着用配電ユニットに、前記バッテリーの端子に結合され、その結合状態で前記バッテリー端子と前記回路体とを電気的に接続する接続端子と、前記配電回路と外部回路とを接続するための外部接続部とが設けられている構成とすれば、当該配電ユニットをバッテリーに装着するだけで給電制御システムを構築することができ、その配線作業及び車載作業が容易になる。 The circuit body, the detection means, and the control means are combined to form a battery-mounted power distribution unit, and the battery-mounted power distribution unit is coupled to a terminal of the battery. If the connection terminal for electrically connecting the terminal and the circuit body and the external connection part for connecting the power distribution circuit and the external circuit are provided, the power distribution unit is attached to the battery. The power supply control system can be constructed only by this, and the wiring work and the in-vehicle work are facilitated.
また、前記制御手段は、外部回路との信号の送受信を一括して行う信号処理部を有し、この信号処理部と前記外部接続部とが撓み変形可能なフレキシブル配線材を介して電気的に接続されている構成とすれば、配線の簡素化及びユニット全体の小型化をさらに進めることができる。 The control means includes a signal processing unit that collectively transmits and receives signals to and from an external circuit, and the signal processing unit and the external connection unit are electrically connected via a flexible wiring material that can be bent and deformed. With the connected configuration, it is possible to further simplify the wiring and downsize the entire unit.
以上のように、本発明によれば、各負荷に優先度を与えることにより、各負荷に見合った大きさの電流供給を確保しながら、バッテリー出力電流の最大値を抑えて当該バッテリーの小型化及び長寿命化に寄与することができる。 As described above, according to the present invention, by giving priority to each load, it is possible to reduce the size of the battery by suppressing the maximum value of the battery output current while ensuring a current supply having a magnitude corresponding to each load. And it can contribute to a long life.
本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示す電源装置BSは、車両に搭載されるバッテリー10と、本発明に係るバッテリー装着用配電ユニット(以下、単に「配電ユニット」と称する。)12と、これらを覆うカバー14とで構成されている。
A power supply device BS shown in FIG. 1 includes a
前記バッテリー10は、図例では略直方体状をなし、その特定の面(図例では上面11)の左右両端部から上向きに正極バッテリー端子16と負極バッテリー端子18とが突設されている。
The
前記配電ユニット12は、ユニット本体のハウジングを構成する本体ケース20と、この本体ケース20に装着される放熱板(放熱部材)22と、外部接続用コネクタ(外部接続部)24とを備えている。
The
前記本体ケース20は、前記バッテリー10の上面11に隣接する側面(図例では両バッテリー端子16,18に近い側の側面)77に沿うように装着されるものであり、当該側面77に向かって開口する形状を有している。放熱板22は、アルミニウム等の伝熱性に優れた金属材料で板状に形成されたもので、前記本体ケース22の開口を塞ぐように装着される。そして、この本体ケース20と放熱板22とで囲まれる空間内に、図2(a)(b)に示すような回路体が格納されている。
The
この回路体は、複数枚のバスバーからなるバスバー層26と、メイン制御基板28と、LAN制御基板32と、PDU(Power distribution Unit)制御基板34と、PDUプリアンプ基板36と、DC−DCコンバータ基板37と、サブ制御基板38とを備えている。
The circuit body includes a
前記バスバー層26は、多数枚のバスバー(導電材料からなる金属板)が前記バッテリー側面77と略平行な方向の平面上に並べられた状態で前記放熱板22の裏面に絶縁層を介して接着されており、後述のバッテリー端子接続用バスバー46,62とともに、前記バッテリー10から各負荷への配電回路(電力回路)を構築する。
The
前記各基板28,32,34,36,37,38は、それぞれ通常の回路基板(例えばプリント回路基板)で構成されている。このうちメイン制御基板28は、前記バスバー26の面のうち前記放熱板22に接着されている面との反対側の面に絶縁層を介して貼り合わされており、このメイン制御基板28と前記バスバー26とにまたがるようにして、図略のリレースイッチやFETといったスイッチング素子が実装されている。そして、このスイッチング素子のオンオフ駆動を制御するための回路が前記メイン制御基板28に組み込まれている。
Each of the
なお、このスイッチング素子を前記バスバー26及びメイン制御基板28に実装する形態としては、例えば、前記特許文献1(特開2003−164039号公報)に記載されるように、前記メイン制御基板28に適当な貫通孔を設けて当該貫通孔を通じて前記スイッチング素子の一部の端子を適当なバスバー26に実装するとともに、前記メイン制御基板28上のランド上に前記スイッチング素子の別の端子を直接実装するようにすればよい。
In addition, as a form which mounts this switching element on the said bus-
前記LAN制御基板32、PDU制御基板34、PDUプリアンプ基板36、DC−DCコンバータ基板37、及びサブ制御基板38は、前記メイン制御基板28の上に適当な隙間をおいて重ねるようにして当該メイン制御基板28及び前記バスバー26と略平行な姿勢で配設されており、サブ制御基板38はソケット40を介して前記メイン制御基板28に電気的に接続されている。
The
なお、これらの基板の支持は本体ケース20側で行ってもよいし、放熱板22側から支持部材を延ばして当該支持部材で行うようにしてもよい。
Note that these substrates may be supported on the
前記バスバー層26は、その左右両端部にそれぞれ設けられたバッテリー接続用バスバー46,62を通じて前記バッテリー10に電気的に接続されるようになっている。
The
前記バッテリー接続用バスバー46は、前記バスバー層26に含まれるバスバーのうちの特定のバスバー42とヒューズ部44を介して一体につながっている。さらに、このバスバー46からは前記ヒューズ部44とは別のヒューズ部48を含む複数の外部接続部50が分岐しており、各分岐接続部50に外部接続用電線52の端末がそれぞれ接続されるようになっている。また、前記バスバー46には電線54及びコネクタ56を介して回路体側に設けられた回路体センサ58の入出力部が接続されており、当該バッテリーセンサ58により、前記バッテリー10から回路体に流れ込む電流及び電圧の大きさ及び当該回路体の温度が検出されるようになっている。
The battery
一方、バッテリー接続用バスバー62は、前記バスバー層26に含まれるバスバーのうちの特定のバスバー60と一体につながっており、同バスバー62にはアース接続部64が形成されている。そして、このアース接続部64がアース電線66を介して車両のボディ(アース)に接続されるようになっている。
On the other hand, the battery
さらに、各バッテリー接続用バスバー46,62は、前記バスバー層26及び各基板に対して略直交する方向に沿って放熱板22の上側を通る向きに延びる接続端子部68,70を有している。
Further, each battery
これらの接続端子部68,70は、バッテリー側面77に沿うユニット本体の左右両端部から水平方向に突出している。各接続端子部68,70の端部には貫通孔72が設けられ、当該貫通孔72に前記バッテリー10の正極バッテリー端子16及び負極バッテリー端子18をそれぞれ下から挿入するようにして当該端子16,18に図略のナット部材を螺着させることにより、前記各接続端子部68,70がそれぞれ正極バッテリー端子16及び負極バッテリー端子18に結合され、かつ、電気的に接続されるようになっている。従って、この結合状態では、前記回路体を含むユニット本体がバッテリー側面77に沿うように配置されるとともに、正極バッテリー端子16にバッテリー接続用バスバー46を介してバスバー層26及び外部接続用電線52が電気的に接続され、また負極バッテリー端子18がバッテリー接続用バスバー62及びアース電線66を介してボディアースに接続されるようになっている。
These
前記放熱板22の表側面からは複数枚のフィン74が突出している。各フィン74は、図3(a)に示されるように、放熱板22に対して傾斜する向きに延びており、前記接続端子部68,70が前記バッテリー端子16,18にそれぞれ結合された状態で各フィン74の端面がバッテリー側面77に当接または近接して、これらフィン74同士の間に前記バッテリー側面77と放熱板22の表面とで囲まれる通風路76が形成されるようになっている。
A plurality of
さらに、前記放熱板22の一方の側面にはブラケット78を介して送風装置80が取付けられている。この送風装置80は前記放熱板22及びバッテリー10に対して側方から対向するファン82を備えており、これらのファン82が回転駆動されることにより、バッテリー10の側面に直接風が供給されて冷却が行われるのに加え、前記各通風路76に強制的に空気流が形成されて放熱板22及びバッテリー10の双方から発せられる熱が同時に放散されるようになっている。
Further, a
なお、前記フィン74の具体的な形状は適宜設定可能であり、例えば図3(b)に示すような曲線状に設定してもよい。
The specific shape of the
前記本体ケース20は、図1に示すように、前記回路体を格納する本体部84を有するとともに、その左右両側で前記外部接続用電線52及びアース電線66を配線するための配線溝90と、前記各バッテリー接続用バスバー46,62の接続端子部68,70をそれぞれ上側から覆う接続部カバー85,86とを有しており、各接続部カバー85,86には前記バッテリー端子16,18が挿通可能な貫通孔88が前記各接続端子部68,70の貫通孔72と合致する位置に設けられている。
As shown in FIG. 1, the
前記外部接続用コネクタ24は、前記各基板28,32,…の下方に設けられており、同コネクタ24のハウジングには、前記バスバー層26に直結される電力用端子や、FPC(フレキシブルプリント回路体)92を介してLAN制御基板32に接続される信号用端子が保持されるとともに、当該ハウジングの底面に図4(a)に示すような複数のコネクタ挿入孔98が設けられている。また、前記外部接続用電線52からは図略の信号線が分岐しており、この信号線の端末に設けられたコネクタが前記FPC92に接続されている。
The
このFPC92の使用により、小スペース化が図れるとともに、伝送の信頼性が高められる。なお、当該FPC92に他のフレキシブル配線材(例えば複数本の平型導体が平行に配線されたフレキシブルフラット配線材)を用いてこれを先割りするようにしてもよいし、通常の電線を用いても配線は可能である。また、前記FPC等のフレキシブル配線材の金属層を多層にすれば、よりコンパクト化を図ることができる。また、前記外部接続用コネクタ24に光通信用の素子やドライバ(アンプ)を内蔵させてもよい。
By using this
一方、図略の負荷(外部回路)からは、電源線やアース線、信号線を含む複数の電線94が導かれ、各電線94の端末に設けられたコネクタ96のハウジングが前記外部接続用コネクタ24のコネクタ挿入穴98内に嵌入されることにより、各電線94に含まれる電源線及びアース線が前記外部接続用コネクタ24の電力用端子を介してバスバー層26に接続されるとともに、各電線94に含まれる信号線が同コネクタ24の信号用端子を介して前記LAN制御基板32に接続されるようになっている。
On the other hand, a plurality of
なお、この外部接続用コネクタ24の具体的な構造も適宜設定可能であり、例えば図4(a)のコネクタ挿入穴98に代えて同図(b)に示すような多数の電線接続穴99を外部接続用コネクタ24に設け、前記各電源線やアース線、信号線の端末にそれぞれ個別に設けられたコネクタが前記各電線接続穴99に嵌入されるようにしてもよい。
The specific structure of the
前記カバー14は、下向きに開放されたキャップ状をなし、前記バッテリー10及び配電ユニット12を上方及び側方から覆うように構成されている。このカバー14の側壁には、前記送風装置80を外部に露出させるための切欠部100や、前記外部接続用電線52及びアース電線66をそれぞれカバー14の外部に導出するための切欠部102,104が設けられるとともに、前記送風装置80のファン82によりカバー14内に導入された空気を排出するための排気口106が設けられている。
The
以上の構成において、前記配電ユニット12が前記バッテリー10に装着されることにより、コンパクトな構造で、前記バッテリー10から各車載負荷への配電回路が構築されることになる。
In the above configuration, when the
具体的には、負極バッテリー端子18が配電ユニット12のバッテリー接続用バスバー62及びアース電線66を介してボディアースに接続される一方、正極バッテリー端子16がバッテリー接続用バスバー46の各ヒューズ部48及び外部接続用電線52を通じて一部の車載負荷に接続されるとともに、同バスバー46からヒューズ部44を通じてバスバー層26に接続される。そして、このバスバー層26により形成される電力回路及びその電力回路中に組み込まれる図略のスイッチング素子を通じて外部接続用コネクタ24から各コネクタ96及び電線94の電源線を通じて適当な車載負荷へバッテリー電力が分配される。
Specifically, the
一方、回路体に含まれる各基板はLAN制御基板32、FPC92、コネクタ96、及び各電線94の信号線を通じて車載電装品との送受信を行うことができる。
On the other hand, each board included in the circuit body can perform transmission and reception with in-vehicle electrical components through the
次に、この配電ユニット12を含む電源装置BSを利用して構築される車両の給電システムの一例を図5に基づいて説明する。
Next, an example of a vehicle power supply system constructed using a power supply device BS including the
このシステムは、前記電源装置BSの他、車室110内に配置される運転席用ECU(電子制御ユニット)112、助手席用ECU114、後部席用ECU116や、前記電源装置BSとともにエンジンルーム120内に配置されるエンジン制御モジュール122、EPSモジュール124、ランプ制御モジュール126等を含んでいる。
In addition to the power supply device BS, this system includes a driver's seat ECU (electronic control unit) 112, a
前記各ECU112,114,116は、それぞれ、運転席周りの電装品、助手席周りの電装品、後部席周りの電装品を制御するためのものであるが、この実施の形態では、車室内で操作されるスイッチ等から出力される操作信号は統括して運転席用ECU112に入力されるようになっている。
Each of the
一方、電源装置BSにおいては、バッテリーセンサ130と、当該バッテリー10の出力電流を前記車室110内の各ECU112,114,116とPDU134とに分配するヒューズモジュール132と、パワーマネジメント部136及びLAN制御部138とが装備されている。
On the other hand, in the power supply device BS, the
前記バッテリーセンサ130は、バッテリー10の温度と出力電流及び出力電圧を検出するものであり、例えば前記図2等に示したバッテリー接続用バスバー68の表面に樹脂モールドで包み込むようにして作り込むことが可能である。その場合、当該バスバー68の温度が擬似的にバッテリー温度として検出されることになる。
The
前記ヒューズモジュール132は、前述のヒューズ部44,48が一体化されたものであるが、当該一体化は必ずしも要しない。
The
PDU134は、前記バスバー層26により形成される電力回路と、同回路に組み込まれるスイッチング素子と、当該スイッチング素子のオンオフを制御する制御回路とを備えるともに、前記図2(b)に示した回路体センサ58を含んでいる。
The
パワーマネジメント部136は、前記各センサ130,58の検出信号に基づき、バッテリー出力電流の瞬間最大値を抑止するように各スイッチング素子のオンオフ駆動の制御を行うとともに、バッテリー温度が一定以上になったときに送風装置80の各ファン82を作動させてバッテリー冷却を行わせるものであり、主として前記PDU制御基板34やサブ制御基板38に組み込まれている。具体的に、このパワーマネジメント部136は、前記配電回路を通じてバッテリー電力が供給される車載負荷について予め設定された優先度を記憶する記憶部と、互いに優先度の異なる複数の車載負荷へ給電を行うときに前記バッテリーから前記回路体に流れ込む電流の最大値を許容範囲内に収めるべく優先度の低い車載負荷に対する電流を制限するように前記電流調節素子の作動を制御する電流操作部とを含んでいる。
The
前記電力回路及びこれを制御する制御回路の具体的構成を図6に示す。 FIG. 6 shows a specific configuration of the power circuit and a control circuit that controls the power circuit.
図示のように、バッテリー+B端子(正極バッテリー端子)及びヒューズ部44の下流側で複数の出力回路が分岐しており、各出力回路には電流調節素子であるFET140のドレイン及びソース(通電端子対)が介在している。
As shown in the drawing, a plurality of output circuits are branched downstream of the battery + B terminal (positive battery terminal) and the
なお、本発明において用いられる電流調節素子はFETに限らず、その他のCMOSやバイポーラトランジスタやIGBTの適用が可能である。 The current adjustment element used in the present invention is not limited to the FET, and other CMOS, bipolar transistors, and IGBTs can be applied.
一方、前記パワーマネジメント部136からは、D/Aコンバータ141及びプリアンプ回路142を通じて各FET140のゲートにバイアス電圧が供給されるようになっており、当該バイアス電圧供給のオンオフ及びバイアス電圧の大きさの調節によって、各FET140におけるドレイン−ソース間の通電のオンオフ切換及び通電時における電流の大きさの調節が行われる(その具体的な制御内容については後述する。)。
On the other hand, a bias voltage is supplied from the
また、前記ゲートとアースとの間にはツェナーダイオード144が設けられ、このツェナーダイオード144によって前記FET40のスイッチング動作時におけるゲート電圧のサージ分が吸収されるようになっている。なお、このサージ吸収素子としては、前記ツェナーダイオード144の他、例えばIGBTを使用したり、LC回路やRC回路を利用したりすることが可能である。
Also, a
LAN制御部138は、前記外部回路(各ECU112,114,116や各モジュール122,124,126)との間での送受信を一括して行うものであり、前記LAN制御基板34に組み込まれている。
The
このLAN制御部138を媒介として前記パワーマネジメント136と外部接続用コネクタ24との間に構築される伝送回路を図7に示す。図示のパワーマネジメント部136に組み込まれたCPU144からバスライン137を通じて出力される信号は、LAN制御部138においてシフトレジスタ及びメモリを含むMUX146により統合され、出力用アンプ148さらには前記FPC92を通じて外部接続用コネクタ24に伝送され、外部回路へ出力される。一方、外部接続用コネクタ24に入力された信号は、前記FPC92及びLAN制御部138内の入力用アンプ150を通じてシフトレジスタ及びメモリを含むDE−MUX152に入力され、ここで複数の信号に分岐されてバスライン137を通じて前記パワーマネジメント部136のCPU144に入力されるとともに、前記DE−MUX152からは前記CPU144にクロック信号も入力される。
A transmission circuit constructed between the
次に、この給電システムにおいて行われる制御内容を図8のフローチャートに基づいて説明する。 Next, the control content performed in this power feeding system will be described based on the flowchart of FIG.
走行中、パワーマネジメント部136は、バッテリーセンサ130により時々刻々検出されるバッテリー出力電流及び電圧に基づきバッテリー抵抗値を演算してこのバッテリーの残り蓄電量を算出する。そして、このバッテリー蓄電量とオルタネータの発電量とに基づいて、現在の最大許容電流値を決定する(ステップS1)。
During traveling, the
そして、パワーマネジメント部136は、外部回路から複数の車載負荷について給電指令が入力された場合(ステップS2でYES)、その給電対象となる各車載負荷に対して同時にかつフルに要求電力を供給したときの電流総量を予測演算する(ステップS3)。この予測電流総量が前記最大許容電流値に満たない場合や(ステップS4でNO)、給電対象となる車載負荷が単一の場合(ステップS2でNO)には、給電指令が入力された車載負荷に対してその要求電力に見合うフル給電を行うべく、適当なFET140をオンにして通電を行う(ステップS5)。これに対し、前記予測電流総量が前記最大許容電流値を上回る場合には(ステップS4でYES)、当該電流総量を前記最大許容電流値以下に抑えるべく、優先度の低い車載負荷に対して供給する電流をその要求電力に見合う電流よりも低い電流に制限するように調節する(ステップS6)。
Then, when a power supply command is input for a plurality of vehicle loads from an external circuit (YES in step S2), the
すなわち、パワーマネジメント部136は、前記配電回路を通じて給電される各車載負荷について予め設定された優先度を記憶しており、その優先度に基づいて各車載負荷への電流の配分を行う。具体的には、エンジンのインジェクタやABS、エアバッグなどのように、安全面等の観点から予め定められた大きさの電流を常にフルに供給しなければならないものについては高い優先度が設定されるのに対し、エアコンディショナーやAV機器等、その供給電流を制限しても正常な走行を確保できるものについては低い優先度が設定されており、パワーマネジメント部136は当該優先度を各車載負荷と対応づけた状態で記憶している。
That is, the
そして、優先度の高い車載負荷と優先度の低い車載負荷とについて同時に給電指令が入力された場合、パワーマネジメント部136は、優先度の高い車載負荷に対してはその要求電力に見合う電流をそのまま供給できるように当該車載負荷に対応するFET140のゲート電圧を調節するとともに、その優先度の高い車載負荷に対して供給する電流を前記最大許容電流値から差し引いた残りの分を優先度の低い車載負荷に配分して当該車載負荷へその要求電力に見合う電流よりも低い電流を一時的に供給する。
When a power supply command is input simultaneously for a high-priority vehicle load and a low-priority vehicle load, the
その後、前記優先度の高い車載負荷への給電が終了して供給電流に余裕が生じたときには、その時点で優先度の低い車載負荷への供給電流をフルの値にまで引き上げるようにする。 After that, when the power supply to the on-vehicle load having a high priority is completed and a supply current has a margin, the supply current to the on-vehicle load having a low priority at that time is raised to a full value.
なお、本発明において設定される優先度は、例えば二段階式の簡単なものでもよいし、各車載負荷について優先比率を設定し、その優先比率に基づいて総電流値から各車載負荷へ供給すべき電流を演算するようにしてもよい。 Note that the priority set in the present invention may be, for example, a simple two-stage type, or a priority ratio is set for each in-vehicle load, and the total current value is supplied to each in-vehicle load based on the priority ratio. The power current may be calculated.
以上示した給電システムによれば、バッテリー10側で一括して適正な電力分配を行うことが可能になるとともに、バッテリー出力電流の平準化によるバッテリー負荷の軽減や、ファン82を用いたバッテリー10の冷却により、バッテリー10の必要容量を減らしてその小型化を図るとともに、長寿命化を図ることが可能である。
According to the power supply system described above, appropriate power distribution can be performed collectively on the
なお、本発明では必ずしも複数枚の回路基板を具備する必要はなく、仕様によっては単一の回路基板に必要な回路を全て集中配置するようにしてもよい。 In the present invention, it is not always necessary to provide a plurality of circuit boards. Depending on the specifications, all the necessary circuits may be concentrated on a single circuit board.
10…バッテリー
12…配電ユニット
16,18…バッテリー端子
24…外部接続用コネクタ
130…バッテリーセンサ(検出手段)
134…PDU(配電回路及び制御手段を構成)
136…パワーマネジメント部(制御手段を構成)
140…FET(スイッチング素子)
144…ツェナーダイオード(サージ吸収素子)
DESCRIPTION OF
134... PDU (configures power distribution circuit and control means)
136 ... Power management section (constitutes control means)
140 ... FET (switching element)
144 ... Zener diode (surge absorption element)
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