JP2006262552A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い電圧の外部電源を接続してシステム起動したことを報知すると共にシステム起動した後に外部電源が接続された電圧系の二次電池などの蓄電装置が完全放電してシステムダウンするのを抑制する。
【解決手段】 システム起動時に外部電源の接続が可能な低電圧系の電圧Ｖが低圧バッテリを充電する際に許容される上限電圧より若干低い閾値Ｖｒｅｆより大きいときには接続された外部電源の電圧が高い旨をマルチディスプレイに表示出力する（Ｓ２１０，Ｓ２２０）。これにより、接続された外部電源の不適合を報知することができると共にこの報知により低電圧系の電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆより大きいことによって高電圧系から低電圧系に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータを作動停止した状態とすることにより生じる低圧バッテリの完全放電によるシステムダウンを抑制することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電源装置に関する。

従来、この種の電源装置としては、エンジンの始動用のバッテリに補助バッテリを並列接続したときに補助バッテリの電圧違いや極性違いなどを検出したときに警報を出力するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、これにより、補助バッテリの適合性を判定している。
特開２００３−２９３９１９号公報

ハイブリッド車では、エンジンからの動力を用いて発電する発電機やこの発電電力を用いて走行用の動力を出力する電動機などが接続された高電圧系と、電子制御ユニットや補機などが接続された低電圧系とを備え、高電圧系の電力をＤＣ／ＤＣコンバータにより電圧変換して低電圧系に供給するものが多い。この場合、低電圧系の電圧が低電圧系に接続されたバッテリを充電する際の許容される最大電圧より高い電圧になるのを防止することなどから、低電圧系の電圧が閾値の電圧を超えるとＤＣ／ＤＣコンバータの作動を禁止することも考えられている。このようなハイブリッド車では、低電圧系のバッテリがバッテリ上がりを生じたときにはシステム起動することができないため、そのバッテリに他のバッテリを並列接続してシステム起動することが行なわれる。このとき、間違えて低電圧系のバッテリの通常電圧より高い電圧のバッテリを並列接続してシステム起動すると、システムは起動されるものの、低電圧系の電圧が閾値の電圧を超えることからＤＣ／ＤＣコンバータはその作動が禁止された状態となる。このため、その後に並列接続したバッテリを取り外して走行すると、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動していないことから、低電圧系のバッテリが完全放電し、システムダウンする場合が生じる。

本発明の電源装置は、高い電圧の外部電源を接続してシステム起動したことを報知することを目的の一つとする。また、本発明の電源装置は、高い電圧の外部電源を接続してシステム起動したときにその後に外部電源が接続された電圧系の二次電池などの蓄電装置が完全放電してシステムダウンするのを抑制することを目的の一つとする。

本発明の電源装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の電源装置は、
システムに組み込まれる電源装置であって、
システムが有する少なくとも一つの第１の機器に第１の電圧を基準とする電力を供給する蓄電手段と、
システムが有する少なくとも一つの第２の機器に前記第１の電圧より高い第２の電圧を基準とする電力を供給する高圧電源と、
前記蓄電手段が接続された低圧系の電圧を調整すると共に前記高圧電源からの電力を電圧を変換して前記蓄電手段に供給する電圧調整供給手段と、
前記低圧系の電圧を検出する電圧検出手段と、
システム起動している状態で前記電圧検出手段により所定電圧以上の電圧が検出されたとき、少なくともシステムダウンされるまで前記電圧調整供給手段の作動を停止する作動停止手段と、
前記低圧系に外部電源が接続された状態で前記電圧検出手段により所定電圧以上の電圧が検出されたとき、該状態に関する情報を報知する報知手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の電源装置では、システム起動している状態で蓄電手段が接続された低圧系の電圧が所定電圧以上となったときには、低圧系の電圧を調整すると共に高圧電源からの電力を電圧を変換して蓄電手段に供給する電圧調整供給手段をシステムダウンされるまでその作動を停止する。これにより、蓄電手段が予期しない高い電圧により充電されるのを抑止することができる。また、低圧系に外部電源が接続された状態で低圧系の電圧が所定電圧以上となったときには、その状態に関する情報を報知する。これにより、所定電圧以上の電圧の外部電源が低圧系に接続されているのを知らせることができる。この結果、その状態でシステムが起動され、その後、電圧調整供給手段の作動が停止した状態となることにより蓄電手段が完全に放電する可能性を知らせることができる。この結果、電圧調整供給手段の作動が停止した状態となることにより蓄電手段が完全放電してシステムダウンするのを抑制することができる。

こうした本発明の第１の電源装置において、前記報知手段は、前記接続手段に外部電源が接続された状態においてシステム起動されたタイミングで前記電圧検出手段により所定電圧以上の電圧が検出されたときに報知する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段が完全に放電する可能性があるのをより効果的なタイミングで報知することができる。

また、本発明の第１の電源装置において、前記報知手段は、充電電圧が高すぎる旨を表示出力および／または音声出力により報知する手段であるものとすることもできる。こうすれば、視覚や聴覚に訴えることができる。

本発明の第２の電源装置は、
システムに組み込まれる電源装置であって、
システムが有する少なくとも一つの第１の機器に第１の電圧を基準とする電力を供給する蓄電手段と、
システムが有する少なくとも一つの第２の機器に前記第１の電圧より高い第２の電圧を基準とする電力を供給する高圧電源と、
前記蓄電手段が接続された低圧系の電圧を調整すると共に前記高圧電源からの電力を電圧を変換して前記蓄電手段に供給する電圧調整供給手段と、
前記低圧系の電圧を検出する電圧検出手段と、
システム起動されている状態で前記電圧検出手段により所定電圧以上の電圧が検出されたとき、少なくともシステムダウンされるまで電圧調整供給手段の作動を停止する作動停止手段と、
前記低圧系に外部電源を接続可能な接続手段と、
前記接続手段に外部電源が接続された状態で前記電圧検出手段により所定電圧以上の電圧が検出されたとき、システム起動を禁止するシステム起動禁止手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の電源装置では、システム起動している状態で蓄電手段が接続された低圧系の電圧が所定電圧以上となったときには、低電圧系の電圧を調整すると共に高圧電源からの電力を電圧を変換して蓄電手段に供給する電圧調整供給手段をシステムダウンされるまでその作動を停止する。これにより、蓄電手段が予期しない高い電圧により充電されるのを抑止することができる。また、低圧系に外部電源が接続された状態で低圧系の電圧が所定電圧以上となったときには、システム起動を禁止する。これにより、所定電圧以上の電圧の外部電源が低圧系に接続された状態でシステム起動されるのを回避することができる。この結果、所定電圧以上の電圧の外部電源が低圧系に接続された状態でシステムが起動され、その後、電圧調整供給手段の作動が停止した状態となることにより蓄電手段が完全放電するのを抑止することができる。

こうした本発明の第１または第２の電源装置において、前記所定電圧は、前記蓄電手段を過充電する可能性が高い電圧に設定されてなるものとすることもできる。また、本発明の第１または第２の電源装置は、前記システムとしての車両に搭載されるものとすることもできる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電源装置６０を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と遊星歯車機構３０と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２とから構成され走行用の動力を駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３２に出力する動力出力装置２１と、動力出力装置２１のモータＭＧ１，ＭＧ２の電圧系（高電圧系）に接続された高圧バッテリ５０と、補機６９ａ，６９ｂの電圧系（低電圧系）に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ６３と、低電圧系に接続された低圧バッテリ６１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３を制御する電源装置用電子制御ユニット６６と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。ここで、実施例の電源装置６０としては、低圧バッテリ６１とＤＣ／ＤＣコンバータ６３と、電源装置用電子制御ユニット６６と、表示装置としてのマルチディスプレイ６５と、外部電源への接続端子６４とから構成される。なお、エンジン２２は図示しないエンジン用電子制御ユニットにより制御されており、モータＭＧ１，ＭＧ２は図示しないモータ用電子制御ユニットにより制御されている。動力出力装置２１の制御については、本発明の中核をなさないから、その詳細な説明は省略する。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、低電圧系からの電力を用いて作動するＣＰＵ７２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶したＲＯＭ７４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートや通信ポートを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、シフトレバー８１のポジションを検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速を検出する車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、マルチディスプレイ６５への表示制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、上述した図示しないエンジン用電子制御ユニットやモータ用電子制御ユニット，電源装置用電子制御ユニット６６と通信しており、必要に応じて制御信号などのやりとりを行なっている。

電源装置６０の外部電源への接続端子６４は、電源ラインにより低圧バッテリ６１や補機６９ａ，６９ｂなどに接続されており、外部電源から低圧バッテリ６１を充電できるようになっている。電源装置用電子制御ユニット６６は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と同様に、図示しないＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶したＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートなどを備える。電源装置用電子制御ユニット６６には、低圧バッテリ６１に取り付けられた温度センサ６１ａからのバッテリ温度Ｔｂや低電圧系の電力ライン６２に取り付けられた電圧センサ６２ａからの電圧Ｖ，イグニッションスイッチ８０からイグニッション信号などが入力ポートを介して入力されている。また、電源装置用電子制御ユニット６６からはＤＣ／ＤＣコンバータ６３への制御信号やマルチディスプレイ６５への表示制御信号などが出力ポートを介して出力されている。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にハイブリッド自動車２０の低電圧系における電圧監視の際の動作と、ハイブリッド自動車２０をシステム起動する際の動作について説明する。図２は電源装置用電子制御ユニット６６により実行される電圧監視処理ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図３は同じく電源装置用電子制御ユニット６６により実行される起動時電圧監視処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。図２の電圧監視処理ルーチンはシステム起動された後に所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行され、図３の起動時電圧監視処理ルーチンはイグニッションスイッチ８０からイグニッション信号がオン信号とされたときに実行される。

電圧監視処理判定ルーチンが実行されると、電源装置用電子制御ユニット６６の図示しないＣＰＵは、電圧センサ６２ａからの低電圧系の電圧Ｖを入力し（ステップＳ１００）、入力した電圧Ｖを閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｖｒｅｆは、低圧バッテリ６１を充電する際に許容される上限電圧より若干低い電圧に設定されている。低電圧系の電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、低電圧系の電圧は正常と判断し、本ルーチンを終了する。一方、低電圧系の電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆを超えているときには、低電圧系の電圧に異常が生じていると判断し、次のシステム起動が行なわれるまでＤＣ／ＤＣコンバータ６３の作動を停止して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。これにより、低圧バッテリ６１の過大な電圧による充電を防止している。

起動時電圧監視処理ルーチンが実行されると、電源装置用電子制御ユニット６６の図示しないＣＰＵは、電圧監視処理ルーチンと同様に、電圧センサ６２ａからの低電圧系の電圧Ｖを入力し（ステップＳ２００）、入力した電圧Ｖを閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ２１０）。そして、低電圧系の電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、低電圧系の電圧は正常と判断して本ルーチンを終了し、低電圧系の電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆを超えているときには、接続端子６４に接続された外部電源の電圧が高い旨をマルチディスプレイ６５に表示出力して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。これにより、低圧バッテリ６１の通常の電圧より高い電圧の外部電源が接続端子６４に接続された状態でシステム起動されたことを運転者などに報知することができる。

このように、高い電圧の外部電源が接続端子６４に接続された状態でシステム起動されると、図３の起動時電圧監視処理ルーチンにより外部電源の電圧が高い旨がマルチディスプレイ６５に表示出力され、システム起動後に繰り返し実行される図２の電圧監視処理ルーチンにより直ちにＤＣ／ＤＣコンバータ６３が作動停止される。したがって、高い電圧の外部電源が接続端子６４に接続された状態でシステム起動されても外部電源の電圧が高い旨が報知されないことにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３が作動停止した状態で走行することにより生じる低圧バッテリ６１の完全放電によるシステムダウンを予防することができる。なお、マルチディスプレイ６５に表示出力する内容としては「外部電源の電圧が高すぎます。」などのように外部電源の電圧に関する内容だけでなく、「外部電源の電圧が高すぎるため、システムの一部が作動停止しました。外部電源を取り外してからシステム起動してください。」などとＤＣ／ＤＣコンバータ６３の作動停止を示唆する内容などを含めるのも好適である。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する電源装置６０によれば、システム起動時に低電圧系の電圧Ｖが低圧バッテリ６１を充電する際に許容される上限電圧より若干低い閾値Ｖｒｅｆより大きいときには接続端子６４に接続された外部電源の電圧が高い旨をマルチディスプレイ６５に表示出力することにより、接続された外部電源の不適合を報知することができると共にこの報知により低電圧系の電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆより大きいことによって処理されるＤＣ／ＤＣコンバータ６３の作動停止による不都合、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ６３を作動停止した状態で走行することにより生じる低圧バッテリ６１の完全放電によるシステムダウンなどを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する電源装置６０では、システム起動時に低電圧系の電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆより大きいときには接続端子６４に接続された外部電源の電圧が高い旨をマルチディスプレイ６５に表示出力するものとしたが、こうした報知は表示出力に限られず、音声による音声出力や電圧異常警報灯の点灯出力など種々の報知手法を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する電源装置６０では、システム起動時に低電圧系の電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆより大きいときには接続端子６４に接続された外部電源の電圧が高い旨をマルチディスプレイ６５に表示出力するものとしたが、これに代えて或いはこれに加えてシステム起動時に低電圧系の電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆより大きいときにはシステム起動を禁止するものとしてもよい。こうすれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３を作動停止した状態で走行することにより生じる低圧バッテリ６１の完全放電によるシステムダウンなどをより効果的に抑止することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と２つのモータＭＧ１，ＭＧ２と遊星歯車機構３０とにより構成された動力出力装置２１を備えるものとしたが、電源装置６０を備える車両であれば、如何なる構成の動力出力装置を備えるものとしてもよい。

実施例では、電源装置６０を搭載するハイブリッド自動車２０として説明したが、ハイブリッド自動車以外の自動車などの車両やその他のシステムに電源装置６０を組み込むものとしてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電源装置製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての電源装置６０を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例の電源装置用電子制御ユニット６６により実行される電圧監視処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例の電源装置用電子制御ユニット６６により実行される起動時電圧監視処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

２０ ハイブリッド自動車、２１ 動力出力装置、２２ エンジン、３０ 遊星歯車機構、３２ 駆動軸、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、５０ バッテリ、６２ 電力ライン、６０ 電源装置、６１ 低圧バッテリ、６１ａ 温度センサ、６２ａ 電圧センサ、６３ ＤＣ／ＤＣコンバータ、６４ 接続端子、６５ マルチディスプレイ、６６ 電源装置用電子制御ユニット、６９ａ，６９ｂ 補機、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (6)

1. システムに組み込まれる電源装置であって、
   システムが有する少なくとも一つの第１の機器に第１の電圧を基準とする電力を供給する蓄電手段と、
   システムが有する少なくとも一つの第２の機器に前記第１の電圧より高い第２の電圧を基準とする電力を供給する高圧電源と、
   前記蓄電手段が接続された低圧系の電圧を調整すると共に前記高圧電源からの電力を電圧を変換して前記蓄電手段に供給する電圧調整供給手段と、
   前記低圧系の電圧を検出する電圧検出手段と、
   システム起動している状態で前記電圧検出手段により所定電圧以上の電圧が検出されたとき、少なくともシステムダウンされるまで前記電圧調整供給手段の作動を停止する作動停止手段と、
   前記低圧系に外部電源が接続された状態で前記電圧検出手段により所定電圧以上の電圧が検出されたとき、該状態に関する情報を報知する報知手段と、
   を備える電源装置。
2. 前記報知手段は、前記接続手段に外部電源が接続された状態においてシステム起動されたタイミングで前記電圧検出手段により所定電圧以上の電圧が検出されたときに報知する手段である請求項１記載の電源装置。
3. 前記報知手段は、充電電圧が高すぎる旨を表示出力および／または音声出力により報知する手段である請求項１または２記載の電源装置。
4. システムに組み込まれる電源装置であって、
   システムが有する少なくとも一つの第１の機器に第１の電圧を基準とする電力を供給する蓄電手段と、
   システムが有する少なくとも一つの第２の機器に前記第１の電圧より高い第２の電圧を基準とする電力を供給する高圧電源と、
   前記蓄電手段が接続された低圧系の電圧を調整すると共に前記高圧電源からの電力を電圧を変換して前記蓄電手段に供給する電圧調整供給手段と、
   前記低圧系の電圧を検出する電圧検出手段と、
   システム起動されている状態で前記電圧検出手段により所定電圧以上の電圧が検出されたとき、少なくともシステムダウンされるまで電圧調整供給手段の作動を停止する作動停止手段と、
   前記低圧系に外部電源を接続可能な接続手段と、
   前記接続手段に外部電源が接続された状態で前記電圧検出手段により所定電圧以上の電圧が検出されたとき、システム起動を禁止するシステム起動禁止手段と、
   を備える電源装置。
5. 前記所定電圧は、前記蓄電手段を過充電する可能性が高い電圧に設定されてなる請求項１ないし４いずれか記載の電源装置。
6. 前記システムとしての車両に搭載される請求項１ないし５いずれか記載の電源装置。
   

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