JP2011041426A - Power supply controller for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の駆動用モータを駆動するバッテリ、及び車両に搭載された補機類の間に接続され、バッテリ側の電圧を降圧して出力する降圧回路を備える車両用電源制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle power supply control device including a battery that drives a motor for driving a vehicle, and an auxiliary device mounted on the vehicle, and includes a step-down circuit that steps down and outputs a voltage on the battery side. It is.
ハイブリッド車及び電気自動車は、駆動用モータと、駆動用モータへ電力を供給する為の高圧バッテリとを備えている。高圧バッテリの出力電圧は、昇圧コンバータにより昇圧されて駆動用モータに与えられ、また、降圧コンバータにより降圧されて補機類へ与えられる。 Hybrid vehicles and electric vehicles include a drive motor and a high-voltage battery for supplying power to the drive motor. The output voltage of the high-voltage battery is boosted by the boost converter and given to the drive motor, and is stepped down by the step-down converter and given to the auxiliary machines.
図3は、このようなハイブリッド車及び電気自動車に使用される従来の車両用電源制御装置の要部構成例を示すブロック図である。
この車両用電源制御装置では、駆動用モータ1はインバータ2により駆動され、インバータ2は、昇圧(DCDC)コンバータ3が昇圧した直流電圧を三相交流に変換して駆動用モータ1に与える。昇圧コンバータ3は、プラス側端子がシステムリレーSRBを通じて高圧メインバッテリ4の陽極端子に、マイナス側端子がシステムリレーSRGを通じて高圧メインバッテリ4の陰極端子にそれぞれ接続されている。尚、ハイブリッド車の場合、駆動用モータ1は、図示しないエンジンに連動する発電機としても機能する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a main part of a conventional vehicle power supply control device used for such a hybrid vehicle and an electric vehicle.
In this vehicle power supply control device, the
高圧メインバッテリ4の出力電圧は、大容量降圧(DCDC)コンバータ5により降圧され、ヒューズF1を通じて低圧補機バッテリ6に充電される。低圧補機バッテリ6に充電された電圧は、ヒューズF2,F3又はF4を通じて低電圧負荷群(補機類)へそれぞれ与えられる。
The output voltage of the high voltage main battery 4 is stepped down by a large capacity step-down (DCDC)
特許文献1には、負荷及び制御装置が、メインバッテリからDC/DCコンバータを介して電力の供給を受け、メインバッテリに直接的に接続されるDC/DCコンバータ制御回路、2つのDC/DCコンバータ及びシステムリレーが、メインバッテリと一体化された電源装置が開示されている。
In
特許文献2には、高電圧バッテリを含む高電圧直流電源と低電圧用負荷との間に、電圧降下用のDC−DCコンバータとして小容量DC−DCコンバータと大容量DC−DCコンバータとを並列に介在させた車両の給電回路が開示されている。切換制御装置の制御により、直流負荷の必要供給電力が大きい場合には、大容量DC−DCコンバータを使用する状態にし、直流負荷の必要供給電力が小さい場合には、大容量DC−DCコンバータを休止させて、小容量DC−DCコンバータを使用する状態にする。
In
上述した従来の車両用電源制御装置では、低圧補機バッテリ6は駆動用モータ1の制御装置へも電源電圧を供給しているが、低圧補機バッテリ6の残容量が著しく低下した(バッテリ上がり)状態が生じた場合、駆動用モータ1を始動できないことがあるという問題がある。また、高圧メインバッテリ4に加えて低圧補機バッテリ6も搭載しているので、大きな搭載スペースが必要であり、車両総重量も増加するという問題がある。
In the above-described conventional vehicle power supply control device, the low voltage
特許文献1に開示された電源装置では、駐車中における低電圧負荷のメモリ保持等に使用される僅かな暗電流の為に、大容量DC−DCコンバータを作動させているが、大容量DC−DCコンバータの出力電力が定格電力とは大きく異なる為、著しく効率が悪く、メインバッテリが上がってしまう虞がある。
特許文献2に開示された車両の給電回路では、低電圧の電源がDC−DCコンバータだけである為、低電圧負荷が同時に多数作動した場合、大容量DC−DCコンバータの定格容量を超えると、供給電圧が低下する可能性がある(特許文献1も同様)。
In the power supply device disclosed in
In the vehicle power supply circuit disclosed in
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、駆動用モータの制御装置への電源電圧を著しく低下させることがなく、大きな搭載スペースも不要で、車両総重量が増加することもない車両用電源制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, does not significantly reduce the power supply voltage to the drive motor control device, does not require a large mounting space, and increases the total vehicle weight. Another object of the present invention is to provide a vehicular power supply control device.
第1発明に係る車両用電源制御装置は、車両の駆動用モータを駆動する第1バッテリ、及び前記車両に搭載された補機類の間に接続され、前記第1バッテリ側の電圧を降圧して出力する第1降圧回路を備える車両用電源制御装置において、前記補機類へ電力を供給する電気二重層キャパシタと、前記第1降圧回路に並列に接続され、該第1降圧回路より電力容量が小さく、前記第1バッテリ側の電圧を降圧して出力する第2降圧回路と、前記第1バッテリ側の電圧を降圧して出力するときに、前記第1降圧回路及び第2降圧回路の何れかを選択して作動させる制御部とを備えることを特徴とする。 A power supply control device for a vehicle according to a first aspect of the present invention is connected between a first battery that drives a motor for driving the vehicle and auxiliary devices mounted on the vehicle, and steps down the voltage on the first battery side. In the vehicle power supply control device including the first step-down circuit that outputs the electric power, the electric double layer capacitor that supplies power to the auxiliary devices and the first step-down circuit are connected in parallel, and the power capacity is higher than that of the first step-down circuit. The second step-down circuit for stepping down and outputting the voltage on the first battery side, and when the voltage on the first battery side is stepped down and output, any of the first step-down circuit and the second step-down circuit And a control unit that selects and operates the device.
この車両用電源制御装置では、第1降圧回路が、車両の駆動用モータを駆動する第1バッテリ、及び車両に搭載された補機類の間に接続され、第1バッテリ側の電圧を降圧して出力する。電気二重層キャパシタが、補機類へ電力を供給し、第1降圧回路より電力容量が小さい第2降圧回路が、第1降圧回路に並列に接続され、第1バッテリ側の電圧を降圧して出力する。第1バッテリ側の電圧を降圧して出力するときに、制御部が、第1降圧回路及び第2降圧回路の何れかを選択して作動させる。 In this vehicle power supply control device, the first voltage step-down circuit is connected between the first battery that drives the vehicle drive motor and the auxiliary devices mounted on the vehicle, and steps down the voltage on the first battery side. Output. An electric double layer capacitor supplies power to the auxiliary machinery, and a second step-down circuit having a power capacity smaller than that of the first step-down circuit is connected in parallel to the first step-down circuit to step down the voltage on the first battery side. Output. When the voltage on the first battery side is stepped down and output, the control unit selects and operates either the first step-down circuit or the second step-down circuit.
第2発明に係る車両用電源制御装置は、前記補機類に流れる電流値を検出し、検出した電流値を前記制御部に与える電流検出器を更に備え、該制御部は、与えられた電流値が所定値以下であるときに、前記第2降圧回路を選択するように構成してあることを特徴とする。 The vehicle power supply control device according to a second aspect of the present invention further includes a current detector that detects a current value flowing through the auxiliary machinery and supplies the detected current value to the control unit, and the control unit includes the supplied current. The second step-down circuit is configured to be selected when the value is equal to or less than a predetermined value.
この車両用電源制御装置では、電流検出器が、補機類に流れる電流値を検出し、検出した電流値を制御部に与える。制御部は、与えられた電流値が所定値以下であるときに、第2降圧回路を選択して作動させる。 In this vehicle power supply control device, the current detector detects the current value flowing through the auxiliary machinery, and gives the detected current value to the control unit. The control unit selects and operates the second step-down circuit when the supplied current value is equal to or less than a predetermined value.
第3発明に係る車両用電源制御装置は、前記制御部は、前記駆動用モータ及び補機類の制御装置を接続して多重通信を行なう多重通信システムのインタフェースを備え、該インタフェースが前記多重通信システムのスリープ信号を与えられたときに、前記第2降圧回路を選択するように構成してあることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a vehicular power supply control device, wherein the control unit includes an interface of a multiplex communication system for performing multiplex communication by connecting the drive motor and the control device for auxiliary equipment, the interface being the multiplex communication. The second voltage step-down circuit is selected when a system sleep signal is given.
この車両用電源制御装置では、制御部が、駆動用モータ及び補機類の制御装置を接続して多重通信を行なう多重通信システムのインタフェースを備えている。制御部は、インタフェースが多重通信システムのスリープ信号を与えられたときに、第2降圧回路を選択して作動させる。 In this vehicle power supply control device, the control unit includes an interface of a multiplex communication system that performs multiplex communication by connecting a drive motor and a control device of auxiliary machinery. The control unit selects and operates the second step-down circuit when the interface is given a sleep signal of the multiple communication system.
第4発明に係る車両用電源制御装置は、前記制御部は、イグニッションキーがオフであるときに、前記第2降圧回路を選択するように構成してあることを特徴とする。 The vehicular power supply control device according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that the control unit is configured to select the second step-down voltage circuit when an ignition key is off.
この車両用電源制御装置では、制御部は、イグニッションキーがオフであるときに、第2降圧回路を選択して作動させる。 In this vehicle power supply control device, the control unit selects and operates the second step-down circuit when the ignition key is off.
第5発明に係る車両用電源制御装置は、前記電気二重層キャパシタの出力電圧値を検出し、検出した電圧値を前記制御部に与える電圧検出器を更に備え、該制御部は、前記第2降圧回路を選択しているときは、与えられた前記電圧値が所定範囲に維持されるように、前記第2降圧回路をオン/オフするように構成してあることを特徴とする。 The vehicular power supply control device according to a fifth aspect of the present invention further includes a voltage detector that detects an output voltage value of the electric double layer capacitor and supplies the detected voltage value to the control unit. When the step-down circuit is selected, the second step-down circuit is configured to be turned on / off so that the given voltage value is maintained within a predetermined range.
この車両用電源制御装置では、電圧検出器が、電気二重層キャパシタの出力電圧値を検出し、検出した電圧値を制御部に与える。制御部は、第2降圧回路を選択しているときは、与えられた電圧値が所定範囲に維持されるように、第2降圧回路をオン/オフする。 In this vehicle power supply control device, the voltage detector detects the output voltage value of the electric double layer capacitor and gives the detected voltage value to the control unit. When the second step-down circuit is selected, the control unit turns on / off the second step-down circuit so that the given voltage value is maintained within a predetermined range.
本発明に係る車両用電源制御装置によれば、駆動用モータの制御装置への電源電圧を著しく低下させることがなく、大きな搭載スペースも不要で、車両総重量が増加することもない車両用電源制御装置を実現することができる。 According to the vehicle power supply control device according to the present invention, the power supply voltage to the drive motor control device is not significantly reduced, a large mounting space is not required, and the total vehicle weight is not increased. A control device can be realized.
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
図1は、本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。
この車両用電源制御装置は、駆動用モータ1がインバータ2により駆動され、インバータ2は、昇圧(DCDC)コンバータ3が昇圧した直流電圧を三相交流に変換して駆動用モータ1に与える。昇圧コンバータ3は、プラス側端子がシステムリレーSRBを通じて高圧メインバッテリ4の陽極端子に、マイナス側端子がシステムリレーSRGを通じて高圧メインバッテリ4の陰極端子にそれぞれ接続されている。尚、ハイブリッド車の場合、駆動用モータ1は、図示しないエンジンに連動する発電機としても機能する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an embodiment of a vehicle power supply control device according to the present invention.
In this vehicular power supply control device, a
高圧メインバッテリ4の出力電圧は、大容量降圧(DCDC)コンバータ(第1降圧回路)5により降圧され、電気二重層キャパシタ8に充電される。電気二重層キャパシタ8に充電された電圧は、ヒューズF1を経た後、ヒューズF2,F3又はF4を通じて低電圧負荷群(補機類)へそれぞれ与えられる。
大容量降圧コンバータ5には、大容量降圧コンバータ5に比べて小容量である小容量降圧(DCDC)コンバータ(第2降圧回路)7が並列に接続されている。
The output voltage of the high-voltage main battery 4 is stepped down by a large capacity step-down (DCDC) converter (first step-down circuit) 5 and charged to the electric
The large-capacity step-
電圧検出器9が、電気二重層キャパシタ8の出力電圧値(充電電圧値)を検出し、制御装置11に与える。
電流検出器10が、低電圧負荷に流れる合計の電流値(補機類に流れる電流値)を検出し、制御装置11に与える。
制御装置11には、イグニッションキー12の切替位置情報が与えられる。
制御装置11には、駆動用モータ1及び低電圧負荷群の図示しない各制御装置と多重通信線14を通じて多重通信を行なう為の多重通信インタフェース13が接続されている。
The
The
The
Connected to the
制御装置11は、電気二重層キャパシタ8の出力電圧値、低電圧負荷に流れる合計の電流値、イグニッションキー12の切替位置情報、及び多重通信システムの状態情報に基づき、大容量降圧コンバータ5及び小容量降圧コンバータ7をオン/オフ制御する。
Based on the output voltage value of the electric
以下に、このような構成の車両用電源制御装置の動作例を、それを示す図2のフローチャートを参照しながら説明する。
制御装置11は、電流検出器10が検出した電流値Iが所定の電流値I1以下でないとき、イグニッションキー12がオフでないとき、及び多重通信システムがスリープ状態でない(ウェークアップ状態である)とき、つまり、通常の運転をしているとき、大容量降圧コンバータ5をオンにする。これにより、大容量降圧コンバータ5は、高圧メインバッテリ4側の電圧を降圧して低電圧負荷側に供給する。
Hereinafter, an operation example of the vehicular power supply control device having such a configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.
When the current value I detected by the
制御装置11は、電流検出器10が検出した電流値Iが所定の電流値I1以下であるとき、イグニッションキー12がオフであるとき、又は多重通信システムがスリープ状態であるとき、つまり、低電圧負荷に流れる電流が僅かであるとき、小容量降圧コンバータ7をオンにする。これにより、小容量降圧コンバータ7は、高圧メインバッテリ4側の電圧を降圧して低電圧負荷側に供給する。
また、この際、制御装置11は、電気二重層キャパシタ8の出力電圧値Vcの所定範囲、V1≦Vc≦V2が維持されるように、小容量降圧コンバータ7をオン/オフ制御する。
When the current value I detected by the
At this time, the
制御装置11は、先ず、フラグFを0にした(S1)後、電流検出器10が検出した電流値Iを読込み(S3)、読込んだ電流値Iが所定の電流値I1以下であるか否かを判定する(S5)。
制御装置11は、読込んだ電流値Iが所定の電流値I1以下でなければ(S5)、イグニッションキー12の切替位置情報を読込み(S7)、イグニッションキー12がオフ(ACC(ACCessary),IG(Ignition),READYがオフ)であるか否かを判定する(S9)。
The
If the read current value I is not less than or equal to the predetermined current value I1 (S5), the
制御装置11は、イグニッションキー12がオフでなければ(S9)、多重通信インタフェース13から多重通信の状態信号を読込み(S11)、多重通信システムがスリープ状態であるか否かを判定する(S13)。
制御装置11は、多重通信システムがスリープ状態でなければ(S13)、大容量降圧コンバータ5をオンに、小容量降圧コンバータ7をオフにした(S15)後、フラグFを0にして(フラグFが既に0であれば、引続き0にして)(S16)、電流検出器10が検出した電流値Iを読込む(S3)。
尚、制御装置11は、既に大容量降圧コンバータ5がオン、小容量降圧コンバータ7がオフであれば、引続き、大容量降圧コンバータ5をオンに、小容量降圧コンバータ7をオフにする(S15)。
If the
If the multiple communication system is not in the sleep state (S13), the
If the large capacity step-down
制御装置11は、読込んだ電流値Iが所定の電流値I1以下であるとき(S5)、イグニッションキー12がオフであるとき(S9)、又は多重通信システムがスリープ状態であるとき(S13)、フラグFが0であるか否かを判定する(S17)。
制御装置11は、フラグFが0であれば(S17)、小容量降圧コンバータ7をオンに、大容量降圧コンバータ5をオフにした(S19)後、電圧検出器9が検出した電圧値Vcを読込む(S21)。
尚、制御装置11は、既に小容量降圧コンバータ7がオン、大容量降圧コンバータ5がオフであれば、引続き、小容量降圧コンバータ7をオンに、大容量降圧コンバータ5をオフにする(S19)。
When the read current value I is less than or equal to the predetermined current value I1 (S5), the
If the flag F is 0 (S17), the
If the small-capacity step-down converter 7 is already on and the large-capacity step-down
制御装置11は、フラグFが0でなければ(S17)、次に、電圧検出器9が検出した電圧値Vcを読込む(S21)。
制御装置11は、電圧検出器9が検出した電圧値Vcを読込んだ(S21)後、電圧値Vcが、維持すべき電気二重層キャパシタ8の出力電圧値の範囲、V1≦Vc≦V2の下限電圧値V1以下であるか否かを判定する(S23)。
制御装置11は、電圧値Vcが下限電圧値V1以下でなければ(S23)、電圧値Vcが、出力電圧値の範囲、V1≦Vc≦V2の上限電圧値V2以下であるか否かを判定する(S25)。
If the flag F is not 0 (S17), the
The
If the voltage value Vc is not equal to or lower than the lower limit voltage value V1 (S23), the
制御装置11は、電圧値Vcが上限電圧値V2以下でなければ(S25)、フラグFが0であるか否かを判定し(S27)、フラグFが0であれば、フラグFを1にする(S29)。次いで、小容量降圧コンバータ7をオフにした(S31)後、電流検出器10が検出した電流値Iを読込む(S3)。
制御装置11は、フラグFが0でなければ(S27)、既に小容量降圧コンバータ7はオフであるので、そのまま、電流検出器10が検出した電流値Iを読込む(S3)。
If the voltage value Vc is not less than or equal to the upper limit voltage value V2 (S25), the
If the flag F is not 0 (S27), the
制御装置11は、電圧値Vcが上限電圧値V2以下であれば(S25)、電圧値Vcが、維持すべき電気二重層キャパシタ8の出力電圧値の範囲内であるので、そのまま、電流検出器10が検出した電流値Iを読込む(S3)。
制御装置11は、電圧値Vcが下限電圧値V1以下であれば(S23)、フラグFを0にする(S33)。次いで、小容量降圧コンバータ7をオンにした(S35)後、電流検出器10が検出した電流値Iを読込む(S3)。
尚、制御装置11は、既に、フラグFが0であり、小容量降圧コンバータ7がオンであれば、引続き、フラグFを0にし(S33)小容量降圧コンバータ7をオンにする(S35)。
If the voltage value Vc is equal to or lower than the upper limit voltage value V2 (S25), the
If the voltage value Vc is equal to or lower than the lower limit voltage value V1 (S23), the
If the flag F is already 0 and the small capacity step-down converter 7 is on, the
尚、本実施の形態では、制御装置11は、電流値Iが所定の電流値I1以下であるとき、イグニッションキー12がオフであるとき、又は多重通信システムがスリープ状態であるとき、小容量降圧コンバータ7をオンにしているが、これらの3条件の組合わせに基づき、降圧コンバータ5,7をオン/オフしても良い。
例えば、電流値Iが所定の電流値I1以下であり、イグニッションキー12がオフであるときに、小容量降圧コンバータ7をオンにし、大容量降圧コンバータ5をオフにする。
また、イグニッションキー12がオフであり、多重通信システムがスリープ状態であるとき、小容量降圧コンバータ7をオンにし、大容量降圧コンバータ5をオフにすれば、電流検出器10を省略することができる。
In the present embodiment, the
For example, when the current value I is equal to or less than the predetermined current value I1 and the
Further, when the
1 駆動用モータ
2 インバータ
3 昇圧(DCDC)コンバータ
4 高圧メインバッテリ(第1バッテリ)
5 大容量降圧(DCDC)コンバータ(第1降圧回路)
7 小容量降圧(DCDC)コンバータ(第2降圧回路)
8 電気二重層キャパシタ
9 電圧検出器
10 電流検出器
11 制御装置
12 イグニッションキー
13 多重通信インタフェース
F1,F2,F3,F4 ヒューズ
SRB,SRG システムリレー
DESCRIPTION OF
5 Large capacity step-down (DCDC) converter (first step-down circuit)
7 Small capacity step-down (DCDC) converter (second step-down circuit)
8 Electric
Claims (5)
前記補機類へ電力を供給する電気二重層キャパシタと、前記第1降圧回路に並列に接続され、該第1降圧回路より電力容量が小さく、前記第1バッテリ側の電圧を降圧して出力する第2降圧回路と、前記第1バッテリ側の電圧を降圧して出力するときに、前記第1降圧回路及び第2降圧回路の何れかを選択して作動させる制御部とを備えることを特徴とする車両用電源制御装置。 A vehicle power supply comprising a first battery that drives a vehicle drive motor and a first step-down circuit that is connected between an auxiliary device mounted on the vehicle and that steps down and outputs a voltage on the first battery side. In the control device,
An electric double layer capacitor that supplies power to the auxiliary machinery and the first step-down circuit are connected in parallel. The power capacity is smaller than that of the first step-down circuit, and the voltage on the first battery side is stepped down and output. And a second voltage step-down circuit, and a control unit that selects and operates either the first voltage step-down circuit or the second voltage step-down circuit when the voltage on the first battery side is stepped down and output. A vehicle power supply control device.
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