JP2013023103A - Vehicle power supply apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行時にエンジンを停止する車両における車両用電源装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle power supply device in a vehicle that stops an engine during traveling.
近年、車両の燃料消費低減のために、ハイブリッド車や、信号待ち等で停車した時にエンジンを停止するエコラン制御（アイドルストップ）を行う車両が普及している。 In recent years, in order to reduce fuel consumption of vehicles, hybrid vehicles and vehicles that perform eco-run control (idle stop) that stops the engine when the vehicle is stopped due to a signal or the like have become widespread.
さらに、停車すると判断される時点から、エンジンを停止させる制御（減速時エコラン制御）を行う車両も提案されている。このような車両の機能ブロック図を図９に示す。 Further, a vehicle that performs control (deceleration eco-run control) to stop the engine from the time point when it is determined to stop is also proposed. A functional block diagram of such a vehicle is shown in FIG.
図９において、エンジン２００の出力軸２０１はトルクコンバータ２０２に結合されている。トルクコンバータ２０２の出力は、無段変速機２０４の入力軸２０３に結合されている。無段変速機２０４には出力軸２０５が結合されている。また、エンジン２００にはスロットル開度センサ２１０が設けられている。出力軸２０１にはエンジン回転数センサ２１２が設けられている。入力軸２０３にはトルクコンバータ２０２のタービン回転数センサ２１４が設けられている。出力軸２０５には出力回転数センサ２１６が設けられる。なお、出力回転数センサ２１６の出力回転数は、車速に対応している。
In FIG. 9, the
スロットル開度センサ２１０、エンジン回転数センサ２１２、タービン回転数センサ２１４、出力回転数センサ２１６は変速制御部２２０に接続される。変速制御部２２０は、これら各種センサからの信号に基づいて決定した変速比となるよう無段変速機２０４を制御する。
The
エコラン制御部２３０は、スロットル開度センサ２１０、エンジン回転数センサ２１２、出力回転数センサ２１６からの信号や、減速時エコラン制御に入るための条件に応じて、車両が運転されている場合でも、エンジン２００を一時停止させる制御を行なう。減速時エコラン制御に入るための条件としては、例えば速度が時速１０ｋｍ程度の比較的低速であること、アクセルの踏み込み量が０であること、ブレーキが踏まれていること、バッテリの充電量が閾値より大きいこと等が挙げられる。このような制御をエコラン制御部２３０が行なうことで、燃料消費や大気汚染の低減が可能となる。
The eco-run
上記した図９の車両によると、走行中にエンジン２００を停止させるので、確かにその分の燃料消費低減を図ることができる。しかし、走行中でエンジン２００を停止している際に、車両のバッテリが開放状態、または短絡状態となると、変速制御部２２０やエコラン制御部２３０を始めとする各種電装品負荷への電力供給が不十分となる可能性があるという課題があった。
According to the vehicle of FIG. 9 described above, the
また、エンジンを停止し、モータによる走行が可能なハイブリッド車の場合、モータ駆動用のバッテリが開放状態、または短絡状態となると、負荷であるモータへの電力供給が不十分となる可能性があるという課題があった。 Further, in the case of a hybrid vehicle capable of running by a motor with the engine stopped, if the battery for driving the motor is in an open state or a short-circuit state, there is a possibility that power supply to the motor that is a load may be insufficient. There was a problem.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、走行中、かつエンジン停止中で、バッテリの開放時、または短絡時において、負荷への電力供給が可能な車両用電源装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a vehicle power supply device capable of supplying power to a load when the battery is running, the engine is stopped, and the battery is opened or shorted. Objective.
前記従来の課題を解決するために、本発明の車両用電源装置は、車両に搭載される第１直流電源と、前記第１直流電源とＤＣ／ＤＣコンバータを介して電気的に接続される、第２直流電源と第２直流電源スイッチの直列回路、ブレーキ負荷、および、エンジン始動負荷とエンジン始動負荷スイッチの直列回路と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ、第２直流電源スイッチ、およびエンジン始動負荷スイッチと電気的に接続される制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記車両が走行中にエンジンを停止している際に、前記第１直流電源、または前記第２直流電源のいずれかの短絡、または開放を検出すると、前記第１直流電源、または前記第２直流電源の内の正常な直流電源から前記ブレーキ負荷に電力を供給するように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２直流電源スイッチを制御し、前記開放を検出した場合は、さらに前記エンジン始動負荷スイッチをオンにするようにしたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, a vehicle power supply device of the present invention is electrically connected to a first DC power source mounted on a vehicle, the first DC power source and a DC / DC converter. A series circuit of a second DC power source and a second DC power switch, a brake load, a series circuit of an engine start load and an engine start load switch, the DC / DC converter, a second DC power switch, and an engine start load switch; A control circuit that is electrically connected, and the control circuit shorts either the first DC power source or the second DC power source when the engine is stopped while the vehicle is running. Or when the open circuit is detected, the DC / DC converter is configured to supply power to the brake load from a normal DC power source of the first DC power source or the second DC power source. Motor and controls the second DC power source switch, when said opening has been detected are those further so as to turn on the engine start load switch.
また、本発明の車両用電源装置は、車両のバッテリに一端が電気的に接続される第１スイッチと、前記第１スイッチの他端に入出力端子を介して電気的に接続される充放電回路と、前記充放電回路の蓄電部端子に電気的に接続される蓄電部、および蓄電部電圧検出回路と、前記入出力端子に電気的に接続されるブレーキ負荷端子と、前記入出力端子に第２スイッチを介して電気的に接続されるエンジン始動負荷端子と、前記充放電回路、蓄電部電圧検出回路、第１スイッチ、および第２スイッチと電気的に接続されるとともに、データ端子とも電気的に接続される制御回路と、を備え、前記ブレーキ負荷端子は前記車両のブレーキ負荷に電気的に接続され、前記エンジン始動負荷端子は前記車両のエンジン始動負荷に電気的に接続され、前記データ端子は前記車両の車両用制御回路に電気的に接続され、前記制御回路は、前記車両用制御回路からのデータ信号（ｄａｔａ）に基づき、前記車両の使用時に、前記第１スイッチをオンにして、前記蓄電部電圧検出回路で検出される蓄電部電圧（Ｖｃ）が、既定蓄電部電圧（Ｖｃｋ）に至るまで前記蓄電部を充電するよう前記充放電回路を制御し、前記車両がエンジンを駆動して走行する際に、前記第１スイッチをオンにするとともに、前記第２スイッチをオフにし、前記車両が走行中に前記エンジンを停止している際に、前記バッテリの短絡、または開放を検出すると、前記第１スイッチをオフにし、前記バッテリの開放を検出した場合は、さらに前記第２スイッチをオンにして、前記蓄電部の電力を放電するように前記充放電回路を制御するようにしたものである。 The vehicle power supply device of the present invention includes a first switch having one end electrically connected to a vehicle battery, and a charge / discharge electrically connected to the other end of the first switch via an input / output terminal. A power storage unit electrically connected to the power storage unit terminal of the charge / discharge circuit, a power storage unit voltage detection circuit, a brake load terminal electrically connected to the input / output terminal, and the input / output terminal The engine start load terminal electrically connected via the second switch is electrically connected to the charge / discharge circuit, the power storage unit voltage detection circuit, the first switch, and the second switch, and the data terminal is also electrically connected A control circuit connected to the vehicle, wherein the brake load terminal is electrically connected to the brake load of the vehicle, the engine start load terminal is electrically connected to the engine start load of the vehicle, The data terminal is electrically connected to the vehicle control circuit of the vehicle, and the control circuit turns on the first switch when the vehicle is used based on a data signal (data) from the vehicle control circuit. Then, the charging / discharging circuit is controlled to charge the power storage unit until the power storage unit voltage (Vc) detected by the power storage unit voltage detection circuit reaches a predetermined power storage unit voltage (Vck), and the vehicle is engine When driving the vehicle, the first switch is turned on and the second switch is turned off. When the vehicle is stopped while the vehicle is running, the battery is short-circuited or opened. Is detected, the first switch is turned off, and when the battery is detected to be opened, the second switch is further turned on, and the charge / discharge circuit is configured to discharge the power of the power storage unit. It is obtained by Gosuru way.
本発明の車両用電源装置によれば、走行中、かつエンジン停止中で、直流電源やバッテリの短絡、または開放を検出すると、車両のブレーキ負荷に、正常な直流電源や蓄電部から電力を供給するので、車両の制動を行うために十分な電力が得られるという効果を奏する。さらに、直流電源やバッテリの開放を検出した場合は、車両のエンジン始動負荷にも、正常な直流電源や蓄電部から電力を供給するので、エンジンを再始動するために十分な電力も得られるという効果を奏する。 According to the vehicle power supply device of the present invention, when a short circuit or an open circuit of a DC power source or a battery is detected while the vehicle is running and the engine is stopped, power is supplied from a normal DC power source or a power storage unit to the vehicle brake load. Therefore, there is an effect that sufficient electric power can be obtained for braking the vehicle. In addition, when it is detected that the DC power supply or the battery is open, power is supplied to the engine start load of the vehicle from a normal DC power supply or power storage unit, so that sufficient power can be obtained to restart the engine. There is an effect.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における車両用電源装置のブロック回路図である。図２は、本発明の実施の形態１における車両用電源装置の第１直流電源と第２直流電源の短絡、または開放検出時の動作を示すフローチャートである。なお、図１において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。また、ここではモータのみで走行可能なハイブリッド車の車両用電源装置について述べる。また、アイドリングストップ中とは、車両の使用中であって、走行中、停車中に関わらずエンジンを停止する状態であると定義する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block circuit diagram of a vehicle power supply device according to
図１において、車両用電源装置１０は、車両に搭載される第１直流電源１１と、第１直流電源１１とＤＣ／ＤＣコンバータ１３を介して電気的に接続される、第２直流電源１５と第２直流電源スイッチ１７の直列回路、ブレーキ負荷１９、および、エンジン始動負荷２１とエンジン始動負荷スイッチ２３の直列回路と、を備える。さらに、車両用電源装置１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、第２直流電源スイッチ１７、およびエンジン始動負荷スイッチ２３と電気的に接続される制御回路２５を備える。そして、制御回路２５は、車両が走行中にエンジン（図示せず）を停止している際に、第１直流電源１１、または第２直流電源１５のいずれかの短絡、または開放を検出すると、第１直流電源１１、または第２直流電源１５の内の正常な直流電源からブレーキ負荷１９に電力を供給するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と第２直流電源スイッチ１７を制御する。そして、制御回路２５は、前記開放を検出した場合、さらにエンジン始動負荷スイッチ２３をオンにする。
In FIG. 1, a vehicle
これにより、走行中、かつエンジン停止中で、第１直流電源１１や第２直流電源１５の短絡、または開放を検出すると、車両のブレーキ負荷１９に、正常な直流電源から電力を供給するので、車両の制動を行うために十分な電力が得られる。さらに、第１直流電源１１や第２直流電源１５の開放を検出した場合は、車両のエンジン始動負荷２１にも、正常な直流電源から電力を供給するので、エンジンを再始動するために十分な電力も得られる。
As a result, when a short circuit or an open circuit of the first
以下、より具体的に本実施の形態１の構成、動作について説明する。 Hereinafter, the configuration and operation of the first embodiment will be described more specifically.
図１において、第１直流電源１１は車両駆動用の大容量二次電池であり、具体的にはニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリで構成される。なお、第１直流電源１１の電力のみで車両を駆動できるように、第１直流電源１１の電圧は２００Ｖとしている。
In FIG. 1, a first
第１直流電源１１には、モータジェネレータ２７が電気的に接続される。モータジェネレータ２７は、モータ、および発電機の機能を備え、第１直流電源１１の電力を消費してモータとして駆動することで車両を走行させるとともに、車両の制動時には、発電機として機能して回生電力を発電し、第１直流電源１１を充電する。このような動作を繰り返すことで、制動時の回生電力を有効活用でき、省燃費化が図れる。なお、モータジェネレータ２７には、第１直流電源１１の充放電制御回路（図示せず）が内蔵されている。
A
また、第１直流電源１１には第１電流センサ２９が接続されている。第１電流センサ２９は第１直流電源１１に流れる第１電流Ｉ１を検出するためのものであり、具体的にはシャント抵抗器やホール素子等の電流検出器を適用することができる。なお、第１電流センサ２９には車両駆動時や回生電力発生時に数１００Ａの大電流が流れるため、この大電流値を検出できる電流検出器を備える。また、第１直流電源１１の開放を判断するために、後述するように、小電流（１Ａ程度）を放電する動作を行う場合があるが、この際の小電流値も検出できるように、電流検出レンジの異なる電流検出器を備える。従って、第１電流センサ２９は小電流用と大電流用の２種類の電流検出器を内蔵する構成としている。そして、第１電流センサ２９は、大電流が流れている時は、大電流用の電流検出器の検出値を出力し、１Ａ程度の小電流になると、小電流用の電流検出器の検出値を出力するように切り替える。これにより、第１電流センサ２９は、小電流時も精度よく第１電流Ｉ１を検出できる。
A first
また、第１直流電源１１の充電と放電に応じて、第１電流Ｉ１は正負の値を有する。そこで、第１電流センサ２９は、第１直流電源１１の充電時に第１電流Ｉ１が正、放電時に第１電流Ｉ１が負の値を出力する構成としている。但し、充放電と第１電流Ｉ１の正負の関係は逆であってもよい。
Further, the first current I <b> 1 has a positive / negative value according to charging and discharging of the first
第１直流電源１１には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３が電力系配線で電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、２００Ｖの高電圧な第１直流電源１１と１２Ｖの低電圧な第２直流電源１５との間で電圧変換を行いつつ双方向に電力を供給する機能を有する。なお、本実施の形態１では、第１直流電源１１と第２直流電源１５との電圧差が大きいため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は絶縁型の構成としている。
A DC /
第１直流電源１１には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を介して、まず、第２直流電源１５と第２直流電源スイッチ１７との直列回路が電気的に接続される。第２直流電源１５は、上記したように出力電圧（開放電圧）が１２Ｖの鉛バッテリで構成される。また、第２直流電源スイッチ１７は、第２直流電源１５が短絡、または開放している場合に、第２直流電源１５を電力系配線から切り離すためのものである。従って、第２直流電源１５が正常な場合（通常時）は、第２直流電源スイッチ１７はオンとなる。
First, a series circuit of a second
第２直流電源スイッチ１７は、外部からオンオフ制御が可能な構成を有し、本実施の形態１ではリレーを用いた。これは、リレーが大電流に対応しやすいことと、オフ時の漏れ電流がほとんどないことによる。なお、第２直流電源スイッチ１７はリレーに限定されるものではなく、大電流に対応した半導体スイッチ素子（例えば電界効果トランジスタなど）を用いてもよい。
The second
第２直流電源１５には、第２電流センサ３１が接続されている。第２電流センサ３１は第２直流電源１５に流れる第２電流Ｉ２を検出するためのものであり、第１電流センサ２９と同様に、シャント抵抗器やホール素子等の電流検出器を適用できる。また、第２電流センサ３１も第１電流センサ２９と同様に、第２直流電源１５の充電時に第２電流Ｉ２が正、放電時に第２電流Ｉ２が負の値を出力する構成を有する。
A second
また、第１直流電源１１には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を介して、ブレーキ負荷１９が電気的に接続される。ブレーキ負荷１９は車両のブレーキ系統を制御するための負荷で、車両挙動制御等の機能も含む。
In addition, a
また、第１直流電源１１には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を介して、エンジン始動負荷２１とエンジン始動負荷スイッチ２３との直列回路が電気的に接続される。エンジン始動負荷２１は車両のエンジン始動を制御するための負荷で、具体的には次のような制御を行なう。すなわち、本実施の形態１では車両がモータのみで走行可能なハイブリッド車であるので、エンジン始動負荷２１は、第１直流電源１１が正常で、車両がモータジェネレータ２７のみで走行中に、クラッチ制御や燃料噴射制御等を行なってエンジン始動を行う。
In addition, a series circuit of an
エンジン始動負荷スイッチ２３はエンジン始動負荷２１への電力供給を制御するためのもので、外部からオンオフ制御が可能な構成であればよい。本実施の形態１では、第２直流電源スイッチ１７と同様にリレーを用いたが、これは半導体スイッチ素子でもよい。なお、エンジン始動負荷スイッチ２３は、第１直流電源１１と第２直流電源１５の両方が正常な通常時には、エンジン始動が必要な時のみオンになるように制御される。
The engine
また、第１直流電源１１には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を介して、負荷３３が電気的に接続される。負荷３３は車両に搭載される電装品である。なお、負荷３３には、上記したブレーキ負荷１９とエンジン始動負荷２１は含まれない。
Further, a
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、第２直流電源スイッチ１７、およびエンジン始動負荷スイッチ２３は、信号系配線で制御回路２５と電気的に接続される。制御回路２５はマイクロコンピュータとメモリ等の周辺回路で構成される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３との間で制御信号ｃｏｎｔを送受信している。これにより、制御回路２５はＤＣ／ＤＣコンバータ１３に対し、その動作を制御信号ｃｏｎｔにより指示するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３で検出した第１直流電源１１側の電圧、第２直流電源１５側の電圧、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に流れる電流等の各種情報を制御信号ｃｏｎｔにより読み込む。
The DC /
また、制御回路２５は、第２直流電源スイッチ１７のオンオフ制御を、第２直流電源スイッチ信号ＳＷｂにより行う。同様に、制御回路２５は、エンジン始動負荷スイッチ２３のオンオフ制御を、エンジン始動負荷スイッチ信号ＳＷｆにより行う。
The
さらに、制御回路２５は車両用制御回路３５とも信号系配線で電気的に接続されている。車両用制御回路３５は車両全体の制御を司るものであり、マイクロコンピュータとメモリ等の周辺回路で構成される。従って、車両用制御回路３５には、第１電流センサ２９、第２電流センサ３１、ブレーキ負荷１９、エンジン始動負荷２１、モータジェネレータ２７を始めとして、車両に搭載された各種機器（負荷３３）と電気的に接続される。そして、第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２を含む各種信号を読み込むとともに、各種制御信号を出力する。なお、図１では本実施の形態１の説明で必要な信号系配線以外は省略している。また、車両用制御回路３５は上記したように制御回路２５と接続されるため、データ信号ｄａｔａにより両者が様々な情報の送受信を行う。これにより、例えば車両用制御回路３５が第１電流Ｉ１を積分することにより求めた第１直流電源１１の充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を制御回路２５に知らせることができる。同様に、第２直流電源１５の充電状態ＳＯＣも制御回路２５に知らせることができる。
Further, the
次に、このような車両用電源装置１０の動作について説明する。
Next, the operation of the vehicle
まず、通常の車両使用時における車両用電源装置１０の動作を述べる。
First, the operation of the vehicle
車両を使用するために運転者がイグニションスイッチ（図示せず）をオンにすると、車両用制御回路３５はイグニションスイッチがオンになった情報をデータ信号ｄａｔａにより制御回路２５に送信する。これを受け、制御回路２５は第２直流電源スイッチ１７をオンにするよう第２直流電源スイッチ信号ＳＷｂを出力する。その結果、第２直流電源スイッチ１７がオンになる。
When the driver turns on an ignition switch (not shown) in order to use the vehicle, the
なお、車両の非使用時であっても、負荷３３の中に暗電流を消費するものがある場合は、制御回路２５は、第２直流電源スイッチ１７をオンのままとするように制御してもよい。この場合、本実施の形態１では第２直流電源スイッチ１７にリレーを用いているので、リレーによる電力消費を低減するために、ノーマリーオン型のリレーを第２直流電源スイッチ１７として用いればよい。
Even when the vehicle is not in use, if there is a
また、本実施の形態１では、車両はモータのみで走行可能なハイブリッド車であるので、車両の走行開始はモータジェネレータ２７により行われる。従って、イグニションスイッチがオンになった段階ではエンジンを始動する必要がないので、制御回路２５はエンジン始動負荷スイッチ２３をオフのままとする。
In the first embodiment, since the vehicle is a hybrid vehicle that can travel only with a motor, the
次に、運転者がアクセルペダルを踏むと、車両用制御回路３５は第１直流電源１１の電力でモータジェネレータ２７を駆動して車両の走行を開始させる。その後、車両用制御回路３５が検出している車速やアクセル開度、第１直流電源１１の充電状態ＳＯＣ等のデータがエンジンを始動する条件になれば、車両用制御回路３５はエンジン始動の指示をデータ信号ｄａｔａにより制御回路２５に送信する。これを受け、制御回路２５はエンジン始動負荷スイッチ２３をオンにするように制御する。
Next, when the driver depresses the accelerator pedal, the
その後、車両用制御回路３５はエンジン始動負荷２１に対してエンジンを始動するよう制御する。これにより、エンジンが始動される。なお、この際に車両は走行中であるので、エンジン始動負荷２１はクラッチ（図示せず）を接続し、燃料噴射、および点火制御等を行なうことにより、エンジン始動が行われる。従って、本実施の形態１の車両は、一般の車両に搭載されるスタータが不要である。なお、上記したエンジン始動の動作は一例であり、これに限定されるものではない。
Thereafter, the
次に、エンジンの始動が完了し、車両がエンジンを駆動して走行すると、制御回路２５はエンジン始動負荷スイッチ２３をオフにするよう、エンジン始動負荷スイッチ信号ＳＷｆを出力する。これを受け、エンジン始動負荷スイッチ２３がオフになる。
Next, when the start of the engine is completed and the vehicle travels while driving the engine, the
その後、エンジン始動負荷２１は、エンジン駆動により車両が走行している間、使用されないので、制御回路２５はエンジン始動負荷スイッチ２３をオフのままとする。
Thereafter, the
なお、エンジン始動の完了状態と、車両のエンジンによる走行状態は、いずれも車両用制御回路３５からのデータ信号ｄａｔａにより制御回路２５に送信される。これにより、制御回路２５はエンジン始動の完了状態と、車両のエンジンによる走行状態を知ることができる。
Note that both the engine start completion state and the vehicle engine running state are transmitted to the
ここで、車両の使用中に、制御回路２５は、モータジェネレータ２７の発電電力（回生電力を含む）や第１直流電源１１の電力を、第２直流電源１５、ブレーキ負荷１９、および負荷３３に供給するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を降圧制御する。これにより、第２直流電源１５が充電されるとともに、ブレーキ負荷１９や負荷３３が動作する。
Here, during use of the vehicle, the
そして、モータジェネレータ２７による車両の急加速時や、第１直流電源１１の充電状態ＳＯＣが低下した場合等では、制御回路２５はＤＣ／ＤＣコンバータ１３の降圧動作を制限するか、または停止し、主に第２直流電源１５の電力をブレーキ負荷１９や負荷３３に供給する。
Then, when the vehicle is suddenly accelerated by the
このように、車両の走行状態や、第１直流電源１１の充電状態ＳＯＣ等に応じて、制御回路２５はＤＣ／ＤＣコンバータ１３の最適制御を行なう。
As described above, the
次に、車両が減速すると、車両用制御回路３５はモータジェネレータ２７が発電する回生電力を第１直流電源１１に充電するように制御するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を動作させて第２直流電源１５にも充電するように制御する。この時、同時にブレーキ負荷１９や負荷３３にも回生電力が供給される。このような動作により、回生電力の有効活用が図れる。
Next, when the vehicle decelerates, the
そして、回生電力を十分に回収できない程に車速が低下すると、車両用制御回路３５は回生電力の回収を停止し、エンジンを止める。この際、車両用制御回路３５はクラッチも開放する。その結果、エンジンのポンピングロスを低減させ、慣性走行による距離を延ばすように制御する。このように、走行中にエンジンを止めることによるアイドリングストップによって、さらなる省燃費化を図ることができる。
When the vehicle speed decreases to such an extent that the regenerative power cannot be sufficiently collected, the
次に、車両が停止する。この場合、上記したように、既にエンジンは停止している。このように車両の停止中にエンジンを停止する状態もアイドリングストップ状態である。これにより、停車中においても省燃費化が図れる。なお、この場合も制御回路２５は車両用制御回路３５とのデータ信号ｄａｔａの送受信により、第１直流電源１１や第２直流電源１５の充電状態ＳＯＣを求めて、アイドリングストップ中に負荷３３に供給する最適な直流電源を選択する。具体的には、第１直流電源１１の充電状態ＳＯＣが十分に高ければ、制御回路２５はＤＣ／ＤＣコンバータ１３を降圧動作させて、アイドリングストップ中の負荷３３の消費電力を供給する。これにより、第２直流電源１５の負担が軽減され、その寿命を延ばすことができる。一方、第１直流電源１１の充電状態ＳＯＣが低ければ、制御回路２５はＤＣ／ＤＣコンバータ１３を停止させて、アイドリングストップ中の負荷３３の消費電力を第２直流電源１５から供給する。これにより、アイドリングストップ中における第１直流電源１１の充電状態ＳＯＣの低下が抑制される。
Next, the vehicle stops. In this case, as described above, the engine has already stopped. Thus, the state where the engine is stopped while the vehicle is stopped is also the idling stop state. Thereby, fuel saving can be achieved even when the vehicle is stopped. In this case as well, the
その後、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれると、再びモータジェネレータ２７により車両の走行が開始される。
Thereafter, when the accelerator pedal is depressed by the driver, the
以上の動作を繰り返すことで、通常時の車両走行が行われる。 By repeating the above operation, the vehicle travels normally.
次に、車両の走行中にエンジンを停止するアイドリングストップ中の、第１直流電源１１、または第２直流電源１５のいずれかの開放、または短絡が発生した場合の動作について、図２を用いて説明する。なお、車両の停止時におけるアイドリングストップ中については、その間に第１直流電源１１、または第２直流電源１５のいずれかの開放、または短絡が発生しても、既に車両が停止しているので、車両停止に対する安全性は確保されている。従って、ここでは、走行中のアイドリングストップ時について説明する。
Next, with reference to FIG. 2, the operation when either the first
上記したように、車両がエンジンを始動せずに、モータジェネレータ２７のみによって走行している場合、および減速時に慣性走行している場合のアイドリングストップ状態になれば、制御回路２５は、この状態を車両用制御回路３５からのデータ信号ｄａｔａにより知る。これにより、制御回路２５のマイクロコンピュータが実行するメインルーチン（図示せず）は、図２のフローチャートに示すサブルーチンを実行する。なお、図２のサブルーチンはメインルーチンから定期的に実行される。これにより、第１直流電源１１や第２直流電源１５の即時的な短絡や開放を判断し、対処することができる。また、図２のサブルーチンは、アイドリングストップ中で、第１直流電源１１と第２直流電源１５が正常な通常時に実行されるので、上記したように第２直流電源スイッチ１７はオンに、エンジン始動負荷スイッチ２３はオフになっている。
As described above, when the vehicle is idling stop state when the vehicle is running only by the
図２のサブルーチンが実行されると、制御回路２５は、まず第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２を読み込む（ステップ番号Ｓ１）。具体的には、制御回路２５は車両用制御回路３５からデータ信号ｄａｔａにより、両者の値を読み込む。
When the subroutine of FIG. 2 is executed, the
次に、制御回路２５は第１電流Ｉ１の絶対値と第１既定上限電流Ｉｕ１とを比較する（Ｓ３）。ここで、第１既定上限電流Ｉｕ１とは、第１直流電源１１から放電され得る最大電流に第１電流センサ２９の検出誤差や車両用制御回路３５の読み込み誤差等を考慮してマージンを持たせた値として予め定義される。ここでは、第１既定上限電流Ｉｕ１は、車両が最大加速を行った際に第１直流電源１１から放電される電流にマージンを持たせた２００Ａと決定された。
Next, the
もし、第１電流Ｉ１の絶対値が第１既定上限電流Ｉｕ１以上であれば（Ｓ３のＹｅｓ）、第１直流電源１１には過電流が流れているので、制御回路２５は第１直流電源１１が短絡していると判断する。この場合は、短絡の影響を第２直流電源１５側に伝えないようにするために、直ちにＤＣ／ＤＣコンバータ１３の動作を停止する（Ｓ５）。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は上記したように絶縁型であるので、その動作を停止することで、第１直流電源１１と第２直流電源１５側とを電気的に切り離すことができる。なお、上記したように図２のサブルーチンが実行される時、第２直流電源スイッチ１７はオンであるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３が停止しても、ブレーキ負荷１９や負荷３３へは第２直流電源１５の電力が供給される。従って、ブレーキ負荷１９は動作可能なので、運転者は車両を安全に停止させることができる。
If the absolute value of the first current I1 is greater than or equal to the first predetermined upper limit current Iu1 (Yes in S3), an overcurrent flows through the first
その後、制御回路２５は図２のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。なお、Ｓ５でＤＣ／ＤＣコンバータ１３の動作が止まると同時に、制御回路２５は車両用制御回路３５に、その事実を送信するので、車両用制御回路３５は第１直流電源１１が短絡したことを運転者に警告する。
Thereafter, the
一方、第１電流Ｉ１の絶対値が第１既定上限電流Ｉｕ１未満であれば（Ｓ３のＮｏ）、制御回路２５は第１直流電源１１が短絡していないと判断する。次に、制御回路２５は、第２直流電源１５の短絡を以下のようにして判断する。
On the other hand, if the absolute value of the first current I1 is less than the first predetermined upper limit current Iu1 (No in S3), the
まず、第２電流Ｉ２の絶対値と第２既定上限電流Ｉｕ２とを比較する（Ｓ７）。ここで、第２既定上限電流Ｉｕ２とは、第２直流電源１５から放電され得る最大電流に第２電流センサ３１の検出誤差や車両用制御回路３５の読み込み誤差等を考慮してマージンを持たせた値として予め定義される。ここでは、車両に大電流を消費する電動パワーステアリングが搭載されているものとして、第２既定上限電流Ｉｕ２は、電動パワーステアリング、ブレーキ負荷１９や各種の負荷３３を使用した際に第２直流電源１５から放電されるピーク電流にマージンを持たせた１００Ａと決定された。
First, the absolute value of the second current I2 is compared with the second predetermined upper limit current Iu2 (S7). Here, the second predetermined upper limit current Iu2 is defined by giving a margin to the maximum current that can be discharged from the second
もし、第２電流Ｉ２の絶対値が第２既定上限電流Ｉｕ２以上であれば（Ｓ７のＹｅｓ）、第２直流電源１５には過電流が流れているので、制御回路２５は第２直流電源１５が短絡していると判断する。この場合は、短絡の影響をブレーキ負荷１９や負荷３３等に伝えないようにするために、制御回路２５は直ちに第２直流電源スイッチ１７をオフにするよう第２直流電源スイッチ信号ＳＷｂを出力する（Ｓ９）。これを受け、第２直流電源スイッチ１７はオフになる。
If the absolute value of the second current I2 is greater than or equal to the second predetermined upper limit current Iu2 (Yes in S7), an overcurrent flows through the second
その後、制御回路２５は、直ちにＤＣ／ＤＣコンバータ１３を起動するように制御信号ｃｏｎｔを出力する（Ｓ１１）。これを受け、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、第１直流電源１１の電力をブレーキ負荷１９や負荷３３に供給するように動作する。その結果、ブレーキ負荷１９の動作が可能となるので、運転者は車両を安全に停止させることができる。
Thereafter, the
なお、上記したように第１直流電源１１の充電状態ＳＯＣが高ければ、図２のサブルーチンを実行する際に、既にＤＣ／ＤＣコンバータ１３が動作している場合がある。このときは、Ｓ１１の動作は実質的には何もしないことと等価になる。しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の動作状態に関わらず、Ｓ１１の時点でＤＣ／ＤＣコンバータ１３を動作させるために、図２のＳ１１に示す動作としている。
If the state of charge SOC of the first
その後、制御回路２５は図２のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。なお、Ｓ９で第２直流電源スイッチ１７がオフになると同時に、制御回路２５は車両用制御回路３５に、その事実を送信するので、車両用制御回路３５は第２直流電源１５が短絡したことを運転者に警告する。
Thereafter, the
一方、第２電流Ｉ２の絶対値が第２既定上限電流Ｉｕ２未満であれば（Ｓ７のＮｏ）、制御回路２５は第２直流電源１５が短絡していないと判断する。ここまでの動作で、第１直流電源１１と第２直流電源１５の短絡を優先して判断している。これにより、制御回路２５は、過電流が流れることによる発熱等の影響がある短絡発生時の対応を早期に行うことが可能となる。
On the other hand, if the absolute value of the second current I2 is less than the second predetermined upper limit current Iu2 (No in S7), the
次に、制御回路２５は第１電流Ｉ１と第１既定下限電流Ｉｋ１とを比較する（Ｓ１３）。ここで、第１既定下限電流Ｉｋ１は次のようにして決定される。
Next, the
上記したように、第１電流センサ２９は大電流が流れている時は、大電流用の電流検出器の検出値を出力し、１Ａ程度の小電流になると、小電流用の電流検出器の検出値を出力するように切り替える。ここで、車両がエンジンを停止して、モータジェネレータ２７のみで走行しているアイドリングストップ状態では、第１直流電源１１から大電流が流れる。従って、第１電流センサ２９は第１電流Ｉ１として大電流値を出力する。この場合は、第１直流電源１１が開放状態ではないことが容易にわかる。
As described above, when a large current flows, the first
一方、車両が慣性走行しているときのアイドリングストップ状態では、上記したように、第１直流電源１１の充電状態ＳＯＣが大きければ、制御回路２５はＤＣ／ＤＣコンバータ１３を降圧動作させて、アイドリングストップ中の負荷３３の消費電力を供給する。また、第１直流電源１１の充電状態ＳＯＣが低ければ、制御回路２５はＤＣ／ＤＣコンバータ１３を停止させて、アイドリングストップ中の負荷３３の消費電力を第２直流電源１５から供給する。
On the other hand, in the idling stop state when the vehicle is traveling inertially, as described above, if the state of charge SOC of the first
従って、車両が慣性走行しているときのアイドリングストップ状態では、第１直流電源１１から放電される電力は多くても負荷３３を駆動する程度である。この時の第１電流Ｉ１は小電流となる。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３が停止している場合は、第１直流電源１１から電流が放電されないので、第１電流Ｉ１は０Ａとなる。従って、単純に第１電流センサ２９の出力が小電流値であったからといって、第１直流電源１１が開放していると判断することはできない。
Accordingly, in the idling stop state when the vehicle is traveling inertially, the electric power discharged from the first
このようなことから、本実施の形態１では、まず、モータジェネレータ２７のみによる車両駆動で、第１直流電源１１から大電流が放電されているか否かを判断している。その判断基準となるものが、第１既定下限電流Ｉｋ１である。すなわち、第１電流センサ２９から出力される第１電流Ｉ１が、大電流領域に属するものであれば、モータジェネレータ２７のみによる車両駆動が行われていると判断できる。
For this reason, in the first embodiment, it is first determined whether or not a large current is discharged from the first
そこで、本実施の形態１では、第１電流センサ２９の大電流用と小電流用の電流検出器の検出値を切り替える電流値（１Ａ）以上を大電流領域と定義し、上記した電流検出器の検出値を切り替える電流値を第１既定下限電流Ｉｋ１と定義する。
Therefore, in the first embodiment, the current value (1A) or more for switching the detection value of the current detector for large current and small current of the first
ここで、Ｓ１３に戻り、制御回路２５は、第１電流Ｉ１の絶対値が第１既定下限電流Ｉｋ１（＝１Ａ）以下であれば（Ｓ１３のＹｅｓ）、第１直流電源１１が負荷３３等へ僅かに第１電流Ｉ１を流している状態か、第１電流Ｉ１を流していない状態か、または開放状態のいずれかであると判断する。
Here, returning to S13, if the absolute value of the first current I1 is equal to or smaller than the first predetermined lower limit current Ik1 (= 1A) (Yes in S13), the
そこで、制御回路２５は、第１直流電源１１が開放状態であるか否かを判断するために、第１直流電源１１を第１既定電流Ｉｄｋで放電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御する（Ｓ１５）。ここで、第１既定電流Ｉｄｋは、第１電流センサ２９の小電流用の電流検出器で精度よく検出できるように、０．５Ａと決定される。
Therefore, the
なお、第１既定電流Ｉｄｋは０．５Ａに限定されるものではなく、第１電流センサ２９の小電流用の電流検出器で検出できる電流値であれば他の値でもよい。しかし、第１既定電流Ｉｄｋが大きいと、第１直流電源１１からの不要な放電が増える。また、第１既定電流Ｉｄｋが小さいと、第１電流センサ２９の小電流用の電流検出器における検出精度が低下する。従って、第１直流電源１１や第１電流センサ２９の仕様等に応じて、適宜、必要十分な最適値を第１既定電流Ｉｄｋとして決定すればよい。
The first predetermined current Idk is not limited to 0.5 A, and may be any other value as long as the current value can be detected by the small current detector of the first
Ｓ１５の動作により、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、第１電流Ｉ１が第１既定電流Ｉｄｋ（１Ａ）となるように、第１直流電源１１を放電し、ブレーキ負荷１９、負荷３３、および第２直流電源１５に供給される。この際に、第１直流電源１１の電圧は上記したように２００Ｖであり、第１電流Ｉ１が０．５Ａになるように制御すると、１００Ｗ（＝２００Ｖ×０．５Ａ）の電力がブレーキ負荷１９、負荷３３、および第２直流電源１５に供給されることになる。この際、ブレーキ負荷１９と負荷３３の消費電力、および第２直流電源１５の充電電力の合計が１００Ｗ以上であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は第１電流Ｉ１が０．５Ａになるように制御することができるが、１００Ｗ未満であれば、第１電流Ｉ１を０．５Ａになるように制御することができない。
By the operation of S15, the DC /
そこで、制御回路２５はＳ１５の時点で車両用制御回路３５からブレーキ負荷１９や負荷３３の使用状況をデータ信号ｄａｔａで入手する。そして、合計の消費電力が１００Ｗ未満である場合は、確実に１００Ｗ以上の電力を消費できるように、制御回路２５は、負荷３３の内で消費電力の大きい負荷（例えばリアウインドウデフォッガ）をオンにするように、車両用制御回路３５へデータ信号ｄａｔａを送信する。これにより、Ｓ１５において、第１直流電源１１から第１既定電流Ｉｄｋを放電することができる。
Therefore, the
なお、上記した動作は、合計消費電力が１００Ｗ未満の可能性がある場合に行えばよく、常時、負荷３３が１００Ｗ以上の電力を消費する車両の場合は、上記した動作は不要である。
The above-described operation may be performed when there is a possibility that the total power consumption is less than 100 W, and the above-described operation is not necessary for a vehicle in which the
次に、制御回路２５は、車両用制御回路３５を介して、第１電流センサ２９から出力される第１電流Ｉ１を読み込む（Ｓ１７）。なお、Ｓ１７の動作はＳ１５において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の動作が安定した後に読み込むようにしている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の安定動作までの期間は予め求められて、メモリに記憶されている。
Next, the
次に、制御回路２５は、第１電流Ｉ１の絶対値と第１既定電流Ｉｄｋとを比較する（Ｓ１９）。もし、第１電流Ｉ１の絶対値と第１既定電流Ｉｄｋとが、第１電流Ｉ１の検出誤差範囲内において、実質的に等しければ（Ｓ１９のＹｅｓ）、制御回路２５は、第１直流電源１１が開放状態ではないと判断する。そこで、制御回路２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を元の制御、すなわち、Ｓ１５の直前の制御状態に戻す（Ｓ２０）。Ｓ１５の直前でＤＣ／ＤＣコンバータ１３が停止していた場合は、制御回路２５はＳ２０でＤＣ／ＤＣコンバータ１３を停止させる。Ｓ２０の動作の際、Ｓ１５において、負荷３３の内で消費電力の大きい負荷をオンにしている場合は、制御回路２５は、その負荷をオフにする動作も行う。その後、後述するＳ２４へジャンプする。
Next, the
一方、第１電流Ｉ１の絶対値と第１既定電流Ｉｄｋとが実質的に等しくなければ（Ｓ１９のＮｏ）、本来流れなければならない第１電流Ｉ１が流れていないことになるので、制御回路２５は第１直流電源１１が開放状態であると判断する。この場合、制御回路２５は直ちにＤＣ／ＤＣコンバータ１３を停止する（Ｓ２１）。この際、Ｓ１５において、負荷３３の内で消費電力の大きい負荷をオンにしている場合は、消費電力の大きい負荷へは第２直流電源１５から電力が供給されるので、第２直流電源１５の不要な放電を避けるために、制御回路２５は、直ちにその負荷をオフにする動作も行う。
On the other hand, if the absolute value of the first current I1 and the first predetermined current Idk are not substantially equal (No in S19), the first current I1 that should originally flow is not flowing, so the
その後、制御回路２５はエンジン始動負荷スイッチ２３をオンにして（Ｓ２３）、図２のサブルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。これにより、エンジン始動負荷２１に第２直流電源１５の電力が供給される。また、Ｓ２３の動作はデータ信号ｄａｔａで車両用制御回路３５に送信されるので、これを受け、車両用制御回路３５はエンジン始動負荷２１にエンジンを始動するよう指令する。これらの動作により、車両は走行中のアイドリングストップ状態であるので、その慣性走行を利用してエンジンの再始動を行う。そして、これ以降、車両用制御回路３５は、エンジンのみにより車両を走行させ、アイドリングストップを禁止する。また、第１直流電源１１の開放は車両用制御回路３５により、運転者に警告される。
Thereafter, the
このような動作により、走行中のアイドリングストップ状態で第１直流電源１１が開放した場合、車両はエンジンのみの走行を行うことができる。また、この際にブレーキ負荷１９へも第２直流電源１５の電力が供給される。従って、運転者は警告に従い、安全な場所まで自走した後、車両を停止させることができる。
By such an operation, when the first
なお、制御回路２５はＳ２１で、開放異常を発生した第１直流電源１１を第２直流電源１５側から切り離すために、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の動作を停止している。従って、エンジンを再始動してもモータジェネレータ２７で発電される電力は第２直流電源１５側には供給されない。よって、第２直流電源１５はエンジンが始動していても充電されない状態となる。しかし、ここでは第１直流電源１１の開放異常が発生しており、それを運転者に警告している。従って、第２直流電源１５は、安全な場所まで自走してから停車するまでの電力を賄うのみであるので、モータジェネレータ２７による充電が行われなくても十分である可能性が大きい。もし、第２直流電源１５の充電状態ＳＯＣが低い場合は、車両用制御回路３５が走行に必要な負荷３３以外を全てオフにするようにしてもよい。
In S21, the
ここまでで述べたように、第１直流電源１１の開放判断については、第１電流Ｉ１が第１既定下限電流Ｉｋ１以下の場合、制御回路２５は、あえてＤＣ／ＤＣコンバータ１３を動作させて、第１直流電源１１の放電時の第１電流Ｉ１を検出するようにしている。この際、第１直流電源１１の開放判断のために、あえて第１直流電源１１を放電する期間は極めて短いので、第１直流電源１１の充電状態ＳＯＣはほとんど変わらない。
As described so far, regarding the determination of opening of the first
ここで、図２のＳ１３でＮｏの場合、または、Ｓ２０の動作の後（いずれも第１直流電源１１は正常であると判断されている）、制御回路２５は、第２直流電源１５側の電圧（以下、第２直流電源側電圧Ｖ２という）が既定電圧ＶｄｋになるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御する（Ｓ２４）。ここで、既定電圧Ｖｄｋは、ブレーキ負荷１９や負荷３３が動作できる最低電圧にマージンを加えた値として予め決定される。本実施の形態１では、既定電圧Ｖｄｋを１１Ｖとした。
Here, in the case of No in S13 of FIG. 2 or after the operation of S20 (both are determined that the first
このようにＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御することで、第２直流電源１５が開放異常を発生していても、既に正常と判断された第１直流電源１１から既定電圧Ｖｄｋ（＝１１Ｖ）がブレーキ負荷１９や負荷３３に印加されるので、Ｓ２４の動作を行ってもブレーキ負荷１９や負荷３３がオフになることはない。
By controlling the DC /
次に、制御回路２５は、車両用制御回路３５から、第２電流Ｉ２をデータ信号ｄａｔａにより読み込む（Ｓ２５）。そして、制御回路２５は、第２電流Ｉ２が負であるか否かを判断する（Ｓ２６）。ここで、Ｓ２４において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は第２直流電源側電圧Ｖ２が既定電圧Ｖｄｋ（＝１１Ｖ）になるように制御しており、一方で第２直流電源１５の開放電圧は１２Ｖである。従って、第２直流電源１５の開放電圧の方が既定電圧Ｖｄｋより高いので、第２直流電源側電圧Ｖ２が既定電圧Ｖｄｋになるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３が制御することで、第２直流電源１５は放電され、放電電流が流れる。
Next, the
従って、もし、第２電流Ｉ２が負であれば（Ｓ２６のＹｅｓ）、放電電流が流れているので、第２直流電源１５は開放状態ではないことになる。その結果、Ｓ２６でＹｅｓまで動作が進んだということは、第１直流電源１１と第２直流電源１５の両方が正常であることになるので、制御回路２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を元の制御、すなわち、Ｓ２４の直前の制御に戻す（Ｓ２７）。この動作は上記したＳ２０の動作と同じである。そして、制御回路２５は図２のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。
Therefore, if the second current I2 is negative (Yes in S26), since the discharge current is flowing, the second
一方、第２電流Ｉ２が負でなければ（Ｓ２６のＮｏ）、放電電流が流れていないので、第２直流電源１５は開放状態であると判断する。従って、制御回路２５は、開放異常の状態にある第２直流電源１５を電力系配線から切り離すために、第２直流電源スイッチ１７をオフにする（Ｓ２８）。この際、車両用制御回路３５には制御回路２５から第２直流電源１５の開放異常が知らせられる。これにより、車両用制御回路３５は運転者に第２直流電源１５の異常を警告する。
On the other hand, if the second current I2 is not negative (No in S26), it is determined that the second
次に、制御回路２５は、Ｓ２８の時点で正常であると判断された第１直流電源１１の電力をブレーキ負荷１９や負荷３３へ供給するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御する。具体的には、制御回路２５は、第２直流電源側電圧Ｖ２が定常電圧ＶｄｓになるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御する（Ｓ２９）。ここで、定常電圧Ｖｄｓは、第１直流電源１１から第２直流電源１５側へ電力を供給する際の第２直流電源側電圧Ｖ２の定常値である。具体的には、定常電圧Ｖｄｓは、ブレーキ負荷１９や負荷３３等を十分に駆動でき、第２直流電源１５が正常な場合は、その充電もできるという条件を満たす電圧で、本実施の形態１では１４Ｖと決定した。なお、定常電圧Ｖｄｓは１４Ｖに限定されるものではなく、上記した条件を満たすように適宜決定すればよい。
Next, the
Ｓ２９の動作により、第２直流電源１５が開放状態であっても、ブレーキ負荷１９や負荷３３への電力供給を行うことができる。
By the operation of S29, it is possible to supply power to the
その後、制御回路２５はエンジン始動負荷スイッチ２３をオンにする（Ｓ３０）。これにより、エンジン始動負荷２１へも第１直流電源１１からの電力が供給される。なお、Ｓ３０の動作の詳細はＳ２３の動作と同じであるので、詳細な説明を省略する。Ｓ３０の動作により、車両の慣性走行を利用してエンジンを再始動することができる。これは以下の理由による。
Thereafter, the
もし、第２直流電源１５が開放状態のままで、アイドリングストップを継続すると、ブレーキ負荷１９や負荷３３への電力は第１直流電源１１から供給され続ける。この際、ブレーキ負荷１９や負荷３３の合計消費電力が大きければ、第１直流電源１１からの電力持ち出しが多くなる。その結果、第１直流電源１１の負担が増加し、その寿命に影響する可能性がある。そこで、本実施の形態１では、制御回路２５は、第２直流電源１５が開放と判断されれば、エンジンを始動するようにしている。これにより、モータジェネレータ２７は発電を開始することができる。従って、エンジン始動後は、ブレーキ負荷１９や負荷３３への電力がモータジェネレータ２７から供給されるので、第１直流電源１１の負担を軽減することができる。
If the idling stop is continued while the second
このような動作により、第２直流電源１５が開放異常となっても、ブレーキ負荷１９への電力供給が確保されており、エンジンも再始動しているので、運転者は前記警告に従って、車両を安全な場所まで移動させて停車させることができる。
By such an operation, even if the second
Ｓ３０の後、制御回路２５は図２のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。
After S30, the
これまでに説明した図２の動作をまとめると、次のようになる。制御回路２５は、車両が走行中にエンジンを停止している際に、第１直流電源１１と第２直流電源１５の短絡、または開放を判断する。そして、第１直流電源１１、または第２直流電源１５のいずれかの短絡、または開放を検出すると、制御回路２５は第１直流電源１１、または第２直流電源１５の内の正常な直流電源からブレーキ負荷１９に電力を供給するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と第２直流電源スイッチ１７を制御する。これにより、車両の制動を行うために十分な電力が得られる。また、開放を検出した場合は、さらにエンジン始動負荷スイッチ２３をオンにする。これにより、エンジンが再始動し、モータジェネレータ２７からの電力がブレーキ負荷１９や負荷３３へ供給されるので、車両を安全な場所まで走行させて停止させることができる。
The operation of FIG. 2 described so far is summarized as follows. The
なお、図２において、Ｓ５、Ｓ１１、Ｓ２３、またはＳ３０の動作を行ってサブルーチンを終了した場合は、第１直流電源１１、または第２直流電源１５のいずれかのが短絡、または開放の状態であるので、再度図２のサブルーチンを実行する必要はない。従って、制御回路２５のメインルーチンは、Ｓ５、Ｓ１１、Ｓ２３、またはＳ３０の動作を行って図２のサブルーチンを終了した場合、図２のサブルーチンの繰り返し実行を行わないように制御する。
In FIG. 2, when the operation of S5, S11, S23, or S30 is performed and the subroutine is terminated, either the first
以上の構成、動作により、第１直流電源１１、または第２直流電源１５のいずれかの短絡、または開放が発生しても、車両の制動を行うためのブレーキ負荷１９に十分な電力を供給することが可能な車両用電源装置１０が実現できる。さらに、第１直流電源１１、または第２直流電源１５のいずれかの開放が発生した場合は、エンジンを再始動するためのエンジン始動負荷２１に十分な電力を供給することが可能な車両用電源装置１０が実現できる。
With the above configuration and operation, even if either the first
なお、本実施の形態１の車両は、エンジンにスタータやオルタネータが付かない構成のハイブリッド車として説明したが、それに限定されるものではなく、エンジンにスタータやオルタネータが機械的に接続される構成のハイブリッド車であってもよい。この場合、車両発進時にモータジェネレータ２７とエンジンの両方の動力によって車両が駆動される。このような構成の車両であっても、第１直流電源１１、または第２直流電源１５のいずれかの短絡、または開放が発生した際の動作については、本実施の形態１と同じである。従って、本実施の形態１と同じ効果が得られる。
In addition, although the vehicle of this
また、本実施の形態１の車両は、ハイブリッド車であるとして説明したが、それに限定されるものではなく、２電源を有するアイドリングストップ車であってもよい。この場合、例えば２電源の一方がエンジン再始動時のスタータ駆動用で、もう一方がアイドリングストップ中の負荷への電力供給用として適用される。このような構成の車両であっても、２電源の内の一方を第１直流電源１１、他方を第２直流電源１５と定義付けると、第１直流電源１１、または第２直流電源１５のいずれかの短絡、または開放が発生した際の動作については、本実施の形態１と同じである。従って、本実施の形態１と同じ効果が得られる。なお、上記した２電源構成の場合、第１直流電源１１と第２直流電源１５は同じ種類の直流電源（例えば鉛バッテリ）であってもよいし、異なる種類（例えば第１直流電源１１をリチウムイオンバッテリ、第２直流電源１５を鉛バッテリ）としてもよい。さらに、第１直流電源１１と第２直流電源１５は蓄電可能な構成であれば、二次バッテリに限らず、大容量キャパシタ等の他の蓄電デバイスを用いてもよい。
In addition, the vehicle according to the first embodiment has been described as being a hybrid vehicle, but is not limited thereto, and may be an idling stop vehicle having two power sources. In this case, for example, one of the two power supplies is used for driving the starter when the engine is restarted, and the other is applied for supplying power to the load during idling stop. Even in a vehicle having such a configuration, if one of the two power sources is defined as the first
また、本実施の形態１では、制御回路２５と車両用制御回路３５を別体構成として説明したが、これは一体構成としてもよい。この場合、本実施の形態１の効果に加えて、制御系の回路構成が簡単になるという効果も得られる。但し、一体構成は、マイクロコンピュータの規模が大きくなり、ソフトウエアも増加するので、開発効率との関係から、一体構成とするか別体構成とするかを適宜選択すればよい。
In the first embodiment, the
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における車両用電源装置のブロック回路図である。なお、図３において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。また、本実施の形態２における車両用電源装置の構成において、実施の形態１と同じ構成要素には同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a block circuit diagram of the vehicle power supply device according to
すなわち、本実施の形態２における特徴となる構成は次の通りである。まず、ブレーキ負荷１９と並列に電動パワーステアリング負荷４１が電気的に接続される。次に、車両にはエアバッグが搭載されており、エアバッグを制御するためのエアバッグ用制御回路４３が車両用制御回路３５と信号系配線で電気的に接続される。
That is, the configuration that is a feature of the second embodiment is as follows. First, an electric
また、本実施の形態２の上記構成において、特徴となる動作は、次の通りである。制御回路２５は、車両に搭載されたエアバッグが動作すると、エンジン始動負荷スイッチ２３をオフにする。
In addition, the characteristic operation in the configuration of the second embodiment is as follows. The
このような構成、動作により、制御回路２５は、第１直流電源１１、または第２直流電源１５のいずれかの短絡、または開放を検出すると、第１直流電源１１、または第２直流電源１５の内の正常な直流電源から、ブレーキ負荷１９に加え、電動パワーステアリング負荷４１にも電力を供給する。従って、運転者は車両を操舵しながら制動することができ、より安全に車両を停止することが可能となる。
With such a configuration and operation, when the
さらに、制御回路２５は、第１直流電源１１、または第２直流電源１５のいずれかの開放を検出した場合、エンジン始動負荷スイッチ２３をオンにして、エンジンの再始動を行うが、この際、エアバッグが動作していれば制御回路２５は、エンジン始動負荷スイッチ２３をオフにして、エンジン始動を禁止する。これにより、車両衝突時にエンジンの動作も禁止されるので、さらに安全性が高まる。
Further, when the
以下、より具体的に本実施の形態２の特徴となる構成、動作について図３を用いて説明する。 Hereinafter, the configuration and operation that characterize the second embodiment will be described more specifically with reference to FIG.
図３において、電動パワーステアリング負荷４１はブレーキ負荷１９と電力系配線で並列に接続される。さらに、電動パワーステアリング負荷４１は信号系配線で車両用制御回路３５とも電気的に接続される。従って、電動パワーステアリング負荷４１は車両用制御回路３５からの指令に基づいて、操舵補助を行う。
In FIG. 3, the electric
さらに、車両用制御回路３５には、車両に搭載されるエアバッグの制御を行なうため、エアバッグ用制御回路４３とも信号系配線で電気的に接続される。従って、車両用制御回路３５はエアバッグ用制御回路４３と交信することにより、エアバッグの動作状態を知ることができる。
Furthermore, the
次に、このような車両用電源装置１０の動作について説明する。
Next, the operation of the vehicle
車両の通常走行時の動作は実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。また、図２のフローチャートに示す第１直流電源１１と第２直流電源１５の短絡、または開放検出時の動作も同じであるので、詳細な説明を省略する。
Since the operation during normal driving of the vehicle is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. Further, since the operation when the first
従って、図２のフローチャートに基づいて、制御回路２５が第１直流電源１１、または第２直流電源１５の短絡、または開放を検出すると、正常な方の直流電源からブレーキ負荷１９に電力を供給するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と第２直流電源スイッチ１７を制御するが、この際、ブレーキ負荷１９と並列に電動パワーステアリング負荷４１が接続されている。その結果、ブレーキ負荷１９と同様に電動パワーステアリング負荷４１にも電力が供給される。
Therefore, when the
そして、実施の形態１で述べたように、第１直流電源１１、または第２直流電源１５の短絡、または開放を検出すると、制御回路２５は、車両用制御回路３５を介して短絡、または開放の異常を、運転者に警告する。これを受け、運転者は車両を停止するためにブレーキを操作するが、道路状況によっては路肩等の安全な場所へ操舵しつつ制動する場合がある。この際、電動パワーステアリング負荷４１にも十分な電力が供給されるように、ブレーキ負荷１９と並列に接続される。その結果、運転者は急にハンドルが重くなるなどの違和感なく、安全に車両を操舵、制動することができる。
As described in the first embodiment, when the short circuit or the open circuit of the first
なお、電動パワーステアリング負荷４１は一般に低速時の操舵により多くの電力を消費する。従って、第１直流電源１１と第２直流電源１５の内の正常な方の直流電源の充電状態ＳＯＣが低ければ、ブレーキ負荷１９や電動パワーステアリング負荷４１へ十分な電力を供給できない可能性がある。そこで、本実施の形態２において、車両用制御回路３５は制御回路２５から第１直流電源１１、または第２直流電源１５の短絡、または開放を検出した情報をデータ信号ｄａｔａにより受信すると、正常な方の直流電源の充電状態ＳＯＣが所定値以下であれば、負荷３３の内、必要最低限以外のもの（例えばナビゲーションやオーディオ、エアコンなど）を全てオフにする。これにより、運転者が車両を安全に操舵、停止できる確度が上がる。
Note that the electric
さらに、正常な方の直流電源の充電状態ＳＯＣが低く、電動パワーステアリング負荷４１も十分に動作させられない場合は、車両用制御回路３５は上記した必要最低限以外の負荷３３に加え、電動パワーステアリング負荷４１の動作も禁止するようにしてもよい。この場合、運転者は、操舵する際にハンドルが重く感じるものの、車両の停止やエンジン再始動を優先させるので、安全性が増す。
Furthermore, when the state of charge SOC of the normal DC power supply is low and the electric
また、車両用制御回路３５はエアバッグ用制御回路４３から送られてくるエアバッグの動作信号を常に監視している。そして、制御回路２５が、図２のサブルーチンを実行中に、車両用制御回路３５がエアバッグの動作信号を受信すると、車両用制御回路３５は直ちに制御回路２５に対して、エアバッグ動作割り込み信号をデータ信号ｄａｔａとして出力する。その結果、制御回路２５はエアバッグ動作割り込み信号により、直ちにエンジン始動負荷スイッチ２３をオフにするとともに、以後、エンジン始動負荷スイッチ２３のオフを維持する。このような動作により、車両が衝突しているにもかかわらずエンジンを始動してしまう可能性を低減することができる。
The
なお、エンジン始動負荷スイッチ２３をオフにし続ける方法としては、ハードウエアによる方法と、ソフトウエアによる方法がある。
As a method of keeping the engine
前者の場合は、制御回路２５がエアバッグ動作割り込み信号を受けると、直ちにエンジン始動負荷スイッチ信号ＳＷｆをオフにする電圧を印加し続ける回路（図示せず）を動作させる構成とする。これにより、エンジン始動負荷スイッチ信号ＳＷｆは常にオフレベルの電圧となるので、エンジン始動負荷スイッチ２３をオフにし続けることができる。
In the former case, when the
後者の場合は、制御回路２５がエアバッグ動作割り込み信号を受けると、制御回路２５は直ちにエンジン始動負荷スイッチ２３をオフにするようエンジン始動負荷スイッチ信号ＳＷｆを出力する。そして、制御回路２５は、内蔵されたメモリの一部を用いたエアバッグ動作フラグを立てる。一方、図２のサブルーチンにおけるＳ２３とＳ３０の前で、エアバッグ動作フラグの状態を判断する動作を追加する。そして、エアバッグ動作フラグが立っていれば、制御回路２５はＳ２３やＳ３０の動作を行わないように制御する。
In the latter case, when the
なお、本実施の形態２では、高応答性が得られるハードウエアによる方法を用いている。従って、図２のサブルーチンは本実施の形態２においても、そのまま適用できる。但し、ハードウエアによる方法は、ハードウエアの追加が必要となるため、回路構成が複雑となる。従って、いずれの方法を用いるかは、ハードウエアの複雑さやマイクロコンピュータの仕様等に応じて、適宜選択すればよい。 In the second embodiment, a method using hardware capable of obtaining high responsiveness is used. Therefore, the subroutine of FIG. 2 can be applied as it is in the second embodiment. However, since the hardware method requires additional hardware, the circuit configuration is complicated. Therefore, which method should be used may be appropriately selected according to the complexity of hardware, the specifications of the microcomputer, and the like.
以上の構成、動作により、ブレーキ負荷１９と並列に電動パワーステアリング負荷４１を接続したので、第１直流電源１１、または第２直流電源１５のいずれかの短絡、または開放が発生しても、運転者は車両を操舵しながら制動することで、より安全に車両を停止することができる。さらに、エアバッグが動作していれば制御回路２５は、エンジン始動負荷スイッチ２３をオフにして、エンジン始動を禁止するので、車両衝突時にエンジンの動作も禁止され、さらに安全性が高まる。従って、第１直流電源１１、または第２直流電源１５のいずれかの短絡、または開放が発生した場合も、さらに安全性を高めることが可能な車両用電源装置１０を実現できる。
With the above configuration and operation, the electric
なお、本実施の形態２では、ブレーキ負荷１９に電動パワーステアリング負荷４１を並列接続する構成と、エアバッグ動作によりエンジン始動負荷スイッチ２３をオフにする動作を両方同時に適用しているが、これは、いずれか一方のみでもよい。すなわち、電動パワーステアリング負荷４１が搭載されない車両であれば、エアバッグ動作によりエンジン始動負荷スイッチ２３をオフにする動作のみを実施の形態１の動作に付加すればよい。また、エアバッグが搭載されない車両であれば、電動パワーステアリング負荷４１がブレーキ負荷１９と並列接続される構成のみを実施の形態１の構成に付加すればよい。
In the second embodiment, the configuration in which the electric
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における車両用電源装置のブロック回路図である。図５は、本発明の実施の形態３における車両用電源装置のバッテリの短絡、または開放検出時の動作を示すフローチャートである。なお、図４において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。また、ここでは車両用電源装置を回生電力回収機能付きアイドリングストップ車両に適用した場合について述べる。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a block circuit diagram of the vehicle power supply device according to
図４において、車両用電源装置１１９は、車両のバッテリ１１３に一端が電気的に接続される第１スイッチ１３７と、第１スイッチ１３７の他端に入出力端子１４３を介して電気的に接続される充放電回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１）と、前記充放電回路の蓄電部端子１４７に電気的に接続される蓄電部１４９、および蓄電部電圧検出回路１５５と、入出力端子１４３に電気的に接続されるブレーキ負荷端子１２５と、入出力端子１４３に第２スイッチ１４５を介して電気的に接続されるエンジン始動負荷端子１２９と、を備える。さらに、車両用電源装置１１９は、前記充放電回路、蓄電部電圧検出回路１５５、第１スイッチ１３７、および第２スイッチ１４５と電気的に接続されるとともに、データ端子１３３とも電気的に接続される制御回路１５７と、を備える。そして、ブレーキ負荷端子１２５は車両のブレーキ負荷１２７に電気的に接続される。エンジン始動負荷端子１２９は車両のエンジン始動負荷１３１に電気的に接続される。データ端子１３３は車両の車両用制御回路１３５に電気的に接続される。そして、制御回路１５７は、車両用制御回路１３５からのデータ信号ｄａｔａに基づき、車両の使用時に、第１スイッチ１３７をオンにして、蓄電部電圧検出回路１５５で検出される蓄電部電圧Ｖｃが、既定蓄電部電圧Ｖｃｋに至るまで蓄電部１４９を充電するよう前記充放電回路を制御する。車両がエンジンを駆動して走行する際に、制御回路１５７は、第１スイッチ１３７をオンにするとともに、第２スイッチ１４５をオフにする。車両が走行中に前記エンジンを停止している際に、制御回路１５７は、バッテリ１１３の短絡、または開放を検出すると、第１スイッチ１３７をオフにする。そして、バッテリ１１３の開放を検出した場合は、制御回路１５７は、さらに第２スイッチ１４５をオンにして、蓄電部１４９の電力を放電するように前記充放電回路を制御する。
In FIG. 4, the vehicle
これにより、走行中、かつエンジン停止中で、バッテリ１１３の短絡、または開放を検出すると、車両のブレーキ負荷１２７に、蓄電部１４９から電力を供給するので、車両の制動を行うために十分な電力が得られる。さらに、バッテリ１１３の開放を検出した場合は、車両のエンジン始動負荷１３１にも、蓄電部１４９から電力を供給するので、エンジンを再始動するために十分な電力も得られる。
As a result, when a short circuit or release of the
以下、より具体的に本実施の形態３の構成、動作について説明する。 Hereinafter, the configuration and operation of the third embodiment will be described more specifically.
図４において、車両に搭載される発電機１１１は、図示しないエンジンにより電力を発生する。この発電機１１１にはバッテリ１１３と負荷１１５が電力系配線で電気的に接続されている。ここで、バッテリ１１３は鉛バッテリであり、負荷１１５は車両に搭載される電装品である。なお、負荷１１５には、後述するブレーキ負荷１２７とエンジン始動負荷１３１は含まれない。
In FIG. 4, a
バッテリ１１３には、バッテリ１１３に流れる電流Ｉを検出して出力する電流センサ１１７が接続されている。電流センサ１１７はシャント抵抗器を用いたものでもよいし、ホール素子を用いて磁気的に検出するものでもよい。
The
また、バッテリ１１３には、車両用電源装置１１９が電気的に接続される。具体的には、バッテリ１１３の正極が車両用電源装置１１９の正極端子１２１に電気的に接続されるとともに、バッテリ１１３の負極がグランドを経由して車両用電源装置１１９の負極端子１２３に電気的に接続される。
In addition, a vehicle
車両用電源装置１１９には、ブレーキ負荷端子１２５を介してブレーキ負荷１２７が電気的に接続される。なお、ブレーキ負荷１２７の負極はグランドに接続される。ブレーキ負荷１２７は車両のブレーキ系統を制御するための負荷で、車両挙動制御等の機能も含む。
A
また、車両用電源装置１１９には、エンジン始動負荷端子１２９を介してエンジン始動負荷１３１が電気的に接続される。なお、エンジン始動負荷１３１の負極もグランドに接続される。エンジン始動負荷１３１は車両のエンジン始動を制御するための負荷で、エンジン始動負荷１３１に含まれるスタータ（図示せず）によるエンジン始動に加え、走行中にエンジンを停止した状態から、エンジンを再始動する制御も行なう。
An
さらに、車両用電源装置１１９には、データ端子１３３を介して車両用制御回路１３５が信号系配線で電気的に接続される。車両用制御回路１３５は車両全体の制御を司るものであり、マイクロコンピュータとメモリ等の周辺回路で構成される。従って、車両用制御回路１３５には、電流センサ１１７、ブレーキ負荷１２７、エンジン始動負荷１３１を始めとして、車両に搭載された各種機器と電気的に接続される。そして、電流Ｉを含む各種信号を読み込むとともに、各種制御信号を出力する。なお、図４では本実施の形態３の説明で必要な信号系配線以外は省略している。また、車両用制御回路１３５は上記したように車両用電源装置１１９とも接続されるため、データ信号ｄａｔａにより両者が様々な情報の送受信を行う。
Further, a
次に、車両用電源装置１１９の詳細構成について説明する。
Next, a detailed configuration of the vehicle
バッテリ１１３の正極には正極端子１２１を介して第１スイッチ１３７の一端が電気的に接続される。第１スイッチ１３７は外部からの信号によりオンオフが制御できる構成のもので、本実施の形態３では電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという）を用いた。但し、第１スイッチ１３７はＦＥＴに限定されるものではなく、例えばリレーであってもよい。
One end of the
第１スイッチ１３７の両端にはダイオード１３９が電気的に接続される。なお、ダイオード１３９はアノードが正極端子１２１側になるように接続される。このダイオード１３９により、例えば修理等における車両用電源装置１１９の取り付け、取り外し時に、後述する蓄電部１４９からの予期しない電流の逆流を抑制する。ここで、第１スイッチ１３７はＦＥＴで構成されるので、本実施の形態３ではダイオード１３９をＦＥＴの寄生ダイオードとしている。
A
第１スイッチ１３７の他端には充放電回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ１４１の入出力端子１４３が電気的に接続される。この入出力端子１４３には、ブレーキ負荷端子１２５が電気的に接続される。さらに、入出力端子１４３には、第２スイッチ１４５を介してエンジン始動負荷端子１２９が電気的に接続される。なお、第２スイッチ１４５は第１スイッチ１３７と同様に外部からの信号に応じてオンオフが制御できる構成のもので、本実施の形態３ではＦＥＴを用いた。
The other end of the
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１は蓄電部端子１４７を備える。そして、蓄電部端子１４７には蓄電部１４９が電気的に接続される。なお、蓄電部１４９は車両の回生電力を蓄えるためのもので、本実施の形態３では急速充放電特性に優れる大容量の電気二重層キャパシタを用いた。これにより、急峻に発生する回生電力を十分に回収することができる。ここで、電気二重層キャパシタとしては、定格電圧２．５Ｖのものを用い、これを４個直列に接続することで蓄電部１４９を構成している。従って、蓄電部満充電電圧Ｖｃｍは１０Ｖとなる。
The DC /
なお、蓄電部１４９は電気二重層キャパシタによる構成に限定されるものではなく、回生電力を十分に回収できる充電受け入れ特性を持つものであれば、他の蓄電デバイス（例えば電気化学キャパシタやリチウムイオン二次バッテリ等）であってもよい。
Note that the
なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１は、電流検出回路（図示せず）を内蔵しており、蓄電部１４９の充放電時における過電流を監視している。すなわち、前記電流検出回路の出力が所定の電流値（過電流値よりマージン分低く設定された電流値）に至れば、その電流値になるように優先制御する機能を有する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１の過熱等の可能性を低減する。
Note that the DC /
以上の構成から、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１は蓄電部１４９に回生電力を充電するとともに、蓄電部１４９に蓄えた回生電力を放電する機能を有する充放電回路として動作する。なお、充放電回路はＤＣ／ＤＣコンバータ１４１に限定されるものではなく、蓄電部１４９への回生電力充電機能と、蓄電部１４９からの蓄電電力（＝回生電力）放電機能とを有していれば、どのような回路構成であってもよい。但し、充放電時の電圧、電流の制御特性（精度や制御の容易さ等）を考慮すると、本実施の形態３のＤＣ／ＤＣコンバータ１４１を充放電回路とする構成が望ましい。
With the above configuration, the DC /
なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１のグランド端子１５１は車両のグランドと電気的に接続される。また、入出力端子１４３には、その電圧（以下、入出力電圧Ｖｂという）を検出するための入出力電圧検出回路１５３が電気的に接続される。同様に、蓄電部端子１４７には、その電圧（以下、蓄電部電圧Ｖｃという）を検出するための蓄電部電圧検出回路１５５が電気的に接続される。
The
充放電回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ１４１、入出力電圧検出回路１５３、蓄電部電圧検出回路１５５、第１スイッチ１３７、および第２スイッチ１４５は、それぞれ信号系配線で制御回路１５７と電気的に接続されている。さらに、制御回路１５７はデータ端子１３３とも電気的に接続される。制御回路１５７は、マイクロコンピュータとメモリ等の周辺回路で構成される。このような構成により、制御回路１５７は入出力電圧Ｖｂと蓄電部電圧Ｖｃを読み込む。また、制御回路１５７は、第１スイッチ信号ＳＷ１と第２スイッチ信号ＳＷ２を出力することで、それぞれ第１スイッチ１３７と第２スイッチ１４５のオンオフ制御を行なう。さらに、制御回路１５７はＤＣ／ＤＣコンバータ１４１と制御信号ｃｏｎｔを送受信する。これにより、制御回路１５７がＤＣ／ＤＣコンバータ１４１の制御を行なうとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１の状態信号やＤＣ／ＤＣコンバータ１４１に流れる電流信号等の情報を読み込む。また、上記したように、制御回路１５７はデータ端子１３３を介して車両用制御回路１３５とも信号系配線で接続されているので、データ信号ｄａｔａにより各種情報の送受信を行う。
The DC /
次に、このような車両用電源装置１１９の動作について説明する。
Next, the operation of such a vehicle
まず、通常の車両使用時における車両用電源装置１１９の動作を述べる。
First, the operation of the vehicle
車両を使用するために運転者がイグニションスイッチをオンにすると、車両用制御回路１３５はイグニションスイッチがオンになった情報をデータ信号ｄａｔａにより制御回路１５７に送信する。これを受け、制御回路１５７は第１スイッチ１３７をオンにするよう第１スイッチ信号ＳＷ１を出力する。これを受け、第１スイッチ１３７はオンになる。
When the driver turns on the ignition switch in order to use the vehicle, the
次に、蓄電部電圧検出回路１５５で検出される蓄電部電圧Ｖｃを読み込む。そして、蓄電部電圧Ｖｃと既定蓄電部電圧Ｖｃｋとを比較する。ここで、既定蓄電部電圧Ｖｃｋとは、車両が低速走行中、かつエンジン停止中で、バッテリ１１３の開放時、または短絡時において、蓄電部１４９が負荷（本実施の形態３ではブレーキ負荷１２７とエンジン始動負荷１３１）に供給できる電気エネルギ量（以下、既定電気エネルギ量Ｅｃｋという）を蓄電している際の蓄電部電圧Ｖｃのことである。すなわち、蓄電部１４９は電気二重層キャパシタで構成しているので、その蓄電された電気エネルギ量Ｅｃは蓄電部電圧Ｖｃの２乗に比例する。よって、既定電気エネルギ量Ｅｃｋはブレーキ負荷１２７とエンジン始動負荷１３１の消費電力仕様から既知であるので、この既定電気エネルギ量Ｅｃｋから既定蓄電部電圧Ｖｃｋを求めることができる。こうして求められた既定蓄電部電圧Ｖｃｋは、制御回路１５７のメモリに記憶されている。なお、本実施の形態３では既定蓄電部電圧Ｖｃｋを５Ｖとした。
Next, power storage unit voltage Vc detected by power storage unit
もし、蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋより低ければ、車両が低速走行中、かつエンジン停止中で、バッテリ１１３の開放、または短絡が発生しても、蓄電部１４９はブレーキ負荷１２７とエンジン始動負荷１３１に十分な電力を供給できない可能性がある。そこで、制御回路１５７は、蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋに至るまで蓄電部１４９を充電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ１４１を制御する。これにより、バッテリ１１３の電力が蓄電部１４９に充電される。なお、充電が完了すれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１は蓄電部電圧Ｖｃを維持するように動作する。
If the power storage unit voltage Vc is lower than the predetermined power storage unit voltage Vck, the
一方、蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋ以上であれば、車両が低速走行中、かつエンジン停止中で、バッテリ１１３の開放、または短絡が発生しても、蓄電部１４９はブレーキ負荷１２７とエンジン始動負荷１３１に電力を供給できる。従って、この時点では、制御回路１５７は蓄電部１４９の充電動作を行わない。
On the other hand, if power storage unit voltage Vc is equal to or higher than predetermined power storage unit voltage Vck,
次に、車両用制御回路１３５はエンジンを始動するために、エンジン始動負荷１３１への電力供給を行うよう制御回路１５７へデータ信号ｄａｔａを送信する。これを受け、制御回路１５７は第２スイッチ１４５をオンにするように第２スイッチ信号ＳＷ２を出力する。これを受け、第２スイッチ１４５はオンとなる。これにより、エンジン始動負荷１３１にはバッテリ１１３からの電力が供給される。
Next, the
次に、車両用制御回路１３５はエンジン始動負荷１３１に対してエンジンを始動する信号を出力する。これを受け、エンジン始動負荷１３１はエンジンを始動する動作、すなわちスタータを回す動作を行う。
Next, the
次に、エンジンの始動が完了し、車両がエンジンを駆動して走行すると、制御回路１５７は第１スイッチ１３７をオンにするとともに、第２スイッチ１４５をオフにするよう、それぞれ第１スイッチ信号ＳＷ１、第２スイッチ信号ＳＷ２を出力する。これを受け、第１スイッチ１３７がオンに、第２スイッチ１４５がオフになる。
Next, when the start of the engine is completed and the vehicle travels by driving the engine, the
ここで、イグニションスイッチがオンになった段階で、上記したように第１スイッチ１３７はオンになっているので、車両走行開始時にも第１スイッチ１３７はオンのままである。従って、この動作は通常時においては不要となるが、後述するバッテリ１１３の開放時における制御回路１５７の動作の後は、第１スイッチ１３７がオフになっているので、その場合も含めた共通の動作とするために、第１スイッチ１３７をオンにする動作を行っている。
Here, since the
また、エンジン始動負荷１３１については、エンジン始動が完了し、車両が走行している段階では、駆動する必要がないので、制御回路１５７は第２スイッチ１４５をオフにしている。
Further, since the
なお、エンジン始動の完了状態と、車両のエンジンによる走行状態は、いずれも車両用制御回路１３５からのデータ信号ｄａｔａにより制御回路１５７に送信される。これにより、制御回路１５７はエンジン始動の完了状態と、車両のエンジンによる走行状態を知ることができる。
Note that both the engine start completion state and the vehicle engine running state are transmitted to the
次に、車両がエンジン駆動により走行している間、制御回路１５７は蓄電部１４９への充放電を行わず、現在の蓄電部電圧Ｖｃを維持するようにＤＣ／ＤＣコンバータ１４１を制御する。これにより、第１スイッチ１３７がオンのため、ブレーキ負荷１２７へは発電機１１１の電力が供給される。また、その他の負荷１１５とバッテリ１１３へも発電機１１１からの電力が供給される。この動作は、通常の車両と同じである。
Next, while the vehicle is running by driving the engine, the
次に、車両が走行中に制動を行う場合について説明する。本実施の形態３の車両は回生電力回収機能を備える。従って、制動が開始されると、その情報が車両用制御回路１３５から制御回路１５７へデータ信号ｄａｔａとして送信される。これを受け、制御回路１５７は制動により発電機１１１が発生した回生電力を蓄電部１４９に充電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ１４１を制御する。
Next, a case where braking is performed while the vehicle is traveling will be described. The vehicle according to the third embodiment has a regenerative power recovery function. Therefore, when braking is started, the information is transmitted from the
次に、制御回路１５７は蓄電部電圧Ｖｃを検出し、蓄電部満充電電圧Ｖｃｍ（＝１０Ｖ）に至るまで回生電力を蓄電部１４９へ充電する。そして、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部満充電電圧Ｖｃｍに至れば、制御回路１５７は蓄電部満充電電圧Ｖｃｍを維持するようにＤＣ／ＤＣコンバータ１４１を制御する。この動作をまとめると、制御回路１５７は、車両が走行中にエンジンを停止しておらず、かつ減速時に、回生電力を蓄電部１４９に充電するように充放電回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１）を制御する。これにより、制動時に熱として捨てていた運動エネルギを電気エネルギとして回収することができ、車両の効率向上を図ることが可能となる。なお、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部満充電電圧Ｖｃｍに至った後に発生した回生電力は、バッテリ１１３や負荷１１５、ブレーキ負荷１２７に供給される。
Next,
次に、制動により車速が所定車速（例えば時速１０ｋｍ）まで下がり、エンジンを停止してもよい条件が成立すると、車両用制御回路１３５はエンジンを停止する。なお、エンジン停止条件は従来の技術が適用できる。この動作により、車両はアイドリングストップ状態となり、エンジンが停止した時点から省燃費化が図れる。
Next, when the vehicle speed decreases to a predetermined vehicle speed (for example, 10 km / h) due to braking and a condition for stopping the engine is satisfied, the
エンジンが停止すると、発電機１１１の発電も停止する。従って、車両は慣性走行を続けるものの、発電機１１１から負荷１１５等への電力供給が停止する。そこで、制御回路１５７は、走行中にエンジンを停止したことを車両用制御回路１３５からデータ信号ｄａｔａで受信すると、既に蓄電部１４９に蓄えられた回生電力を負荷１１５等へ供給するようＤＣ／ＤＣコンバータ１４１に制御信号ｃｏｎｔを送信する。これを受け、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１は蓄電部１４９を放電する動作を行う。具体的には、制御回路１５７は、入出力電圧検出回路１５３により入出力電圧Ｖｂを検出し、それよりも入出力端子１４３の電圧が僅かに高くなるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１４１を制御する。その結果、エンジンの停止後は、蓄電部１４９の電力がバッテリ１１３、負荷１１５、およびブレーキ負荷１２７に供給される。よって、エンジン停止後も負荷１１５は動作し続けることができ、ブレーキ負荷１２７による制動も可能な状態となる。
When the engine stops, the power generation of the
次に、制動が継続し、車両が停止する。この場合も車両用制御回路１３５はエンジンを停止したままにする。その結果、アイドリングストップ状態が継続するので、さらなる省燃費化が可能となる。この際も、蓄電部１４９の電力が負荷１１５等に供給されるため、負荷１１５等の動作が継続する。
Next, braking continues and the vehicle stops. Also in this case, the
アイドリングストップ中に、制御回路１５７は、蓄電部電圧検出回路１５５より蓄電部電圧Ｖｃを検出する。そして、制御回路１５７は、蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋ（＝５Ｖ）に至るまでは蓄電部１４９の放電を継続する。蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋに至れば、制御回路１５７は蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋを維持するようにＤＣ／ＤＣコンバータ１４１を制御する。その結果、蓄電部１４９から負荷１１５等への電力供給が停止する。制御回路１５７がこのように制御することにより、バッテリ１１３の開放、または短絡が発生していない通常の車両使用時において、車両のイグニションスイッチがオンの間、蓄電部電圧Ｖｃは既定蓄電部電圧Ｖｃｋ以上になる。
During idling stop,
このような動作をまとめると、制御回路１５７は、車両が走行中にエンジンを停止し、かつ減速時であるか、または、非減速時に、蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋに至るまで蓄電部１４９を放電するように充放電回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１）を制御する。これにより、回収した回生電力を有効活用することができる。
Summarizing such operations, the
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１が蓄電部電圧Ｖｃを既定蓄電部電圧Ｖｃｋに維持するように動作すると、入出力端子１４３における入出力電圧ＶｂはＤＣ／ＤＣコンバータ１４１で制御されなくなる。従って、負荷１１５等へは蓄電部１４９に替わってバッテリ１１３の電力が供給される。このような動作により、アイドリングストップ中は、まず蓄電部１４９の回生電力が負荷１１５等に供給され、蓄電部電圧Ｖｃが低下して既定蓄電部電圧Ｖｃｋに至れば、バッテリ１１３の電力が負荷１１５等に供給される。従って、アイドリングストップの開始時からバッテリ１１３の電力を負荷１１５等に供給する場合に比べ、バッテリ１１３からの電力持ち出しが低減されるとともに、上記したように、蓄電部１４９に蓄えた回生電力を有効活用できる。
When DC /
次に、運転者がブレーキペダルからアクセルペダルに踏み変える等の、車両を走行させようとする動作を行うと、車両用制御回路１３５は直ちにエンジン始動指令を制御回路１５７にデータ信号ｄａｔａで送信する。これを受け、制御回路１５７は第２スイッチ１４５をオンにする。同時に、車両用制御回路１３５はエンジン始動指令をエンジン始動負荷１３１にも送信する。これらの動作により、エンジン始動負荷１３１にはバッテリ１１３からの電力が供給されるとともに、エンジン始動指令に基づいてスタータを駆動する。その結果、エンジンが再始動され、車両は走行を開始する。
Next, when the driver performs an operation to drive the vehicle, such as switching from the brake pedal to the accelerator pedal, the
以上の動作を繰り返すことで、通常時の車両走行が行われる。 By repeating the above operation, the vehicle travels normally.
なお、アイドリングストップ中で、蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋに至る前に運転者が車両を走行させようとする動作を行うと、スタータ駆動により蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋに至るまでは蓄電部１４９の電力とバッテリ１１３の電力の両方がスタータに供給される。この場合も、制御回路１５７は、蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋに至れば、蓄電部電圧Ｖｃを既定蓄電部電圧Ｖｃｋに維持するように動作し、蓄電部１４９からの放電を停止する。この場合、スタータ起動時の最も電力が必要となる期間に蓄電部１４９とバッテリ１１３の両方の電力が放電されるので、バッテリ１１３のみからの放電に比べ、バッテリ１１３の負担が軽減される。
If the driver performs an operation to drive the vehicle before the power storage unit voltage Vc reaches the predetermined power storage unit voltage Vck during idling stop, the power storage unit voltage Vc is changed to the predetermined power storage unit voltage Vck by starter driving. Until then, both the power of the
また、本実施の形態３では、エンジン再始動時にバッテリ１１３からスタータへ大電流が流れるので、バッテリ１１３の電圧が低下し、負荷１１５が停止する可能性がある。そこで、負荷１１５には図示しない昇圧回路が接続されている構成としている。これにより、バッテリ１１３の電圧が低下しても負荷１１５には昇圧された電圧が印加されるので、その動作を継続することができる。
In the third embodiment, since a large current flows from the
なお、本実施の形態３における、負荷１１５に前記昇圧回路を設ける構成に限定されるものではなく、スタータ駆動時にＤＣ／ＤＣコンバータ１４１を介して蓄電部１４９の蓄えた電力の一部を負荷１１５へ供給する電力系配線を設ける構成としてもよい。この場合、負荷１１５に蓄電部１４９からの電力のみを供給するためのスイッチを新たに設ける必要があるが、スタータ駆動によるバッテリ１１３の電圧低下時においても、負荷１１５を回生電力で駆動し続けられるので、さらなる回生電力の有効活用が可能となる。但し、アイドリングストップ中に蓄電部１４９から放電する電力量が、スタータ駆動時に負荷１１５へ供給する電力量の分、少なくなるように制御する必要がある。
Note that the present invention is not limited to the configuration in which the booster circuit is provided in the
次に、車両の走行中にエンジンを停止するアイドリングストップ中の、バッテリ１１３の開放、または短絡が発生した場合の動作について、図５を用いて説明する。
Next, the operation when the
上記したように、車両が制動中、かつ、低速走行中におけるアイドリングストップ状態になれば、制御回路１５７は、この状態を車両用制御回路１３５からのデータ信号ｄａｔａにより知る。これにより、制御回路１５７のマイクロコンピュータが実行するメインルーチン（図示せず）は、車両用制御回路１３５からのデータ信号ｄａｔａを監視する。この時、制御回路１５７は車両用制御回路１３５からデータ信号ｄａｔａにより送信される電流センサ１１７の出力（電流Ｉ）を検出し、そのデータ値を制御回路１５７に内蔵されるメモリに記憶、更新する動作を繰り返す。その結果、制御回路１５７には常に最新の電流Ｉのデータ値が記憶される。
As described above, when the vehicle enters an idling stop state during braking and traveling at a low speed, the
この際に、車両は低速走行中のアイドリングストップ状態であるので、発電機１１１による発電が行われない。従って、この状態では、車両用制御回路１３５はバッテリ１１３からの電力により動作している。一方、制御回路１５７は蓄電部１４９の電力により動作する構成としている。これは、走行時のアイドリングストップ中にバッテリ１１３が短絡、または開放となっても、制御回路１５７を動作させ続けるためである。
At this time, since the vehicle is in an idling stop state during low-speed traveling, power generation by the
次に、低速走行中のアイドリングストップ状態で、バッテリ１１３が短絡、または開放を発生したとする。これにより、車両用制御回路１３５にはバッテリ１１３からの電力が供給されなくなる。その結果、制御回路１５７との間で交信していたデータ信号ｄａｔａが途絶えることになる。
Next, it is assumed that the
上記したように、制御回路１５７はデータ信号ｄａｔａを監視しているので、データ信号ｄａｔａが途絶えると、制御回路１５７のメインルーチンは、バッテリ１１３が短絡、または開放となったことを検出する。これにより、前記メインルーチンは図５のフローチャートを実行する。なお、図５のフローチャートは前記メインルーチンから呼び出されるサブルーチンとして示した。
As described above, since the
図５に示すサブルーチンが実行されると、制御回路１５７は、通常時にオンとなっている第１スイッチ１３７をオフにする（ステップ番号Ｓ３１）。これにより、車両用電源装置１１９をバッテリ１１３から切り離す。
When the subroutine shown in FIG. 5 is executed, the
なお、この時点では制御回路１５７はバッテリ１１３が短絡しているのか、開放しているのかを区別することができない。しかし、いずれにしても蓄電部１４９の電力を重要負荷であるブレーキ負荷１２７やエンジン始動負荷１３１に供給するために、まず、制御回路１５７は車両用電源装置１１９をバッテリ１１３から切り離すＳ３１の動作を行う。
At this time, the
次に、制御回路１５７は、データ信号ｄａｔａが途絶える直前にメモリに記憶していた電流Ｉのデータ値の読み出しを行う（Ｓ３３）。そして、制御回路１５７は、読み出した電流Ｉと既定電流Ｉｋとの比較を行う（Ｓ３５）。
Next, the
ここで、既定電流Ｉｋとは、バッテリ１１３が短絡した場合に流れると想定される最小電流値のことである。バッテリ１１３の短絡は、例えばバッテリ１１３に接続される正極の電力系配線がグランドレベルの車体と接触することで発生する。この場合は主に電力系配線の内部抵抗によって、短絡時に流れる電流Ｉが想定される。従って、短絡時に想定される電流Ｉを様々な条件で求め、その最小値を既定電流Ｉｋとして予め決定し、メモリに記憶しておく。これにより、制御回路１５７は、電流Ｉが既定電流Ｉｋ以上であれば、バッテリ１１３が短絡状態にあると判断することができる。なお、本実施の形態３では、短絡時に流れる電流Ｉの想定値検討の結果、スタータ駆動時と同程度の電流Ｉがエンジン停止時に流れれば短絡の可能性が高いとし、既定電流Ｉｋを６００Ａと決定した。
Here, the predetermined current Ik is a minimum current value assumed to flow when the
なお、図５のサブルーチンは低速走行中のアイドリングストップ状態で、バッテリ１１３が短絡、または開放を発生した場合に実行されるので、図５のサブルーチンの実行中はスタータが駆動されることはない。さらに、負荷１１５についても、通常６００Ａもの電流を消費するものはない。従って、図５のサブルーチン実行中に、電流Ｉが既定電流Ｉｋ以上流れると、制御回路１５７はバッテリ１１３が短絡していると判断する。
Since the subroutine of FIG. 5 is executed when the
ここで、図５のＳ３５に戻り、電流Ｉが既定電流Ｉｋ以上であれば（Ｓ３５のＹｅｓ）、上記したように、制御回路１５７はバッテリ１１３が短絡していると判断する。この場合、制御回路１５７は後述するＳ３９の制御へジャンプする。
Here, returning to S35 in FIG. 5, if the current I is equal to or greater than the predetermined current Ik (Yes in S35), the
一方、電流Ｉが既定電流Ｉｋ未満であれば（Ｓ３５のＮｏ）、制御回路１５７は、バッテリ１１３が開放していると判断する。これは、データ信号ｄａｔａが途絶えたにもかかわらず、Ｓ３５でＹｅｓでなければ電流Ｉが既定電流Ｉｋを超える過電流に至っていないため、制御回路１５７はバッテリ１１３が開放していると判断する。なお、バッテリ１１３の開放は、車両の走行振動等によりバッテリ１１３に接続されている電力系配線がバッテリ１１３から外れたり、電力系配線そのものが断線したりすることで発生し得る。
On the other hand, if the current I is less than the predetermined current Ik (No in S35), the
以上に説明したＳ３３、およびＳ３５の動作をまとめると、次のようになる。まず、制御回路１５７は、データ信号ｄａｔａが途絶えた際に、直前のバッテリ１１３に流れる電流Ｉのデータ値を読み出す。次に、制御回路１５７は電流Ｉのデータ値が既定電流Ｉｋ以上であれば、バッテリ１１３の短絡を検出する。一方、電流Ｉのデータ値が既定電流Ｉｋより小さければ、制御回路１５７はバッテリ１１３の開放を検出する。このような動作により、制御回路１５７は、バッテリ１１３が短絡しているか、または開放しているかを区別して検出している。その結果、制御回路１５７は、後述するようにバッテリ１１３の短絡と開放とで異なる対応を行うことが可能となる。
The operations of S33 and S35 described above are summarized as follows. First, the
制御回路１５７は、バッテリ１１３の開放を検出すると（Ｓ３５のＮｏ）、さらに第２スイッチ１４５をオンにする（Ｓ３７）。これにより、エンジン始動負荷１３１にも電力が供給される準備が整う。
When the
次に、制御回路１５７は、蓄電部１４９の電力を放電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ１４１を制御する（Ｓ３９）。これにより、蓄電部１４９の電力はＤＣ／ＤＣコンバータ１４１の入出力端子１４３からブレーキ負荷１２７に供給される。さらに、Ｓ３５でＮｏの場合はエンジン始動負荷１３１にも蓄電部１４９の電力が供給される。一方、Ｓ３１の動作により、第１スイッチ１３７はオフであり、さらにダイオード１３９は入出力端子１４３側がカソードであるので、車両用電源装置１１９の正極端子１２１からは蓄電部１４９の電力が放電されない。
Next, the
このような動作により、バッテリ１１３が短絡、または開放となっても、ブレーキ負荷１２７には蓄電部１４９から電力が供給される。この際、蓄電部電圧Ｖｃは少なくとも既定蓄電部電圧Ｖｃｋ以上であるので、ブレーキ負荷１２７には車両の制動を行うために十分な電力が供給される。従って、車両が低速走行中でエンジンが停止した状態であり、かつ、バッテリ１１３が短絡、または開放となっても、ブレーキ負荷１２７は動作することができるので、運転者はブレーキを掛けて車両を停止させることが可能となる。ゆえに、低速走行時のアイドリングストップ中における安全性を向上することができる。なお、本実施の形態３では、バッテリ１１３が短絡、または開放となれば、制御回路１５７は図示しない警告灯を点灯させてバッテリ１１３の異常を運転者に警告する。これを受けて、運転者は車両を停止させることができる。
With such an operation, even when the
さらに、バッテリ１１３が開放の場合には、エンジン始動負荷１３１にもエンジンを再始動するために十分な電力が供給される。従って、低速走行時のアイドリングストップ中にエンジンを再始動することができる。具体的には、エンジン始動負荷１３１は、車両の走行による運動エネルギを利用してエンジンを再始動するための動作を行う。すなわち、エンジン始動負荷１３１は、図示しないクラッチを接続し、車両の運動エネルギにより動かされるエンジンのピストン（図示せず）の位置に応じて燃料噴射と点火を行う。これにより、大電力を消費するスタータを駆動することなく、蓄電部１４９に蓄えた電力のみでエンジンの再始動が可能となる。
Further, when the
なお、上記したように、エンジン始動負荷１３１にはスタータが含まれるが、バッテリ１１３の開放時には、エンジン始動負荷１３１は前記スタータの駆動を行わないようにしている。これにより、蓄電部１４９に蓄えておかなければならない電力量を少なくできるので、その分、通常車両走行時の回生電力の有効活用を図ることができる。さらに、蓄電部１４９を構成する電気二重層キャパシタを小型化することも可能となる。なお、バッテリ１１３が開放状態となると、車両用制御回路１３５への電力が途切れるので、エンジン始動負荷１３１と車両用制御回路１３５との信号のやり取りが停止する。しかし、エンジン始動負荷１３１への電力供給は車両用電源装置１１９から行われる。従って、エンジン始動負荷１３１は、上記の状態になると、前記スタータの駆動を行わずにエンジンを再始動する構成としている。
As described above, the
上記のような動作により、発電機１１１による発電が可能となるので、その他の負荷１１５へも電力供給ができる。これにより、車両の走行を継続することができるので、例えば運転者が車両を修理可能な場所まで走行させることが可能になる。
The operation as described above enables power generation by the
なお、エンジン始動負荷１３１への電力供給は、バッテリ１１３が開放の場合に限られる。これは、もしバッテリ１１３が短絡している場合に発電機１１１からの発電を行うと、発電機１１１から大電流が流れ、発電機１１１だけでなく負荷１１５等への他の電力系配線に発熱などの影響を及ぼす可能性があるためである。
Note that power supply to the
これらの動作を行うと、制御回路１５７は図５のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。なお、図５の動作は複雑な計算がなく極めて高速に実行されるので、バッテリ１１３の短絡、または開放の発生後、ほぼ直ちに、第１スイッチ１３７、第２スイッチ１４５、およびＤＣ／ＤＣコンバータ１４１の制御を完了する。その結果、ブレーキ負荷１２７への電力供給が、ほとんど途切れずに供給されるとともに、即時的にエンジン始動負荷１３１への電力供給が行われる。従って、安全性を向上することが可能となる。
When these operations are performed, the
以上の構成、動作により、車両が低速走行中、かつエンジン停止中で、バッテリ１１３の開放時、または短絡時に、ブレーキ負荷１２７に蓄電部１４９の電力を供給することができるので、車両の制動を行うために十分な電力が得られる車両用電源装置１１９が実現できる。さらに、バッテリの開放を検出した場合は、車両のエンジン始動負荷１３１にも蓄電部１４９の電力を供給することができるので、エンジンを再始動するために十分な電力も得られる車両用電源装置１１９が実現できる。
With the above configuration and operation, the power of the
なお、本実施の形態３では、車両が低速走行中、かつエンジン停止中のアイドリングストップ時に図５の動作を行うようにしている。従って、車両が停止した後のアイドリングストップ中には、制御回路１５７は図５の動作を行わない。これは次の理由による。
In the third embodiment, the operation shown in FIG. 5 is performed when the vehicle is traveling at low speed and idling is stopped while the engine is stopped. Therefore, the
車両停止後のアイドリングストップ中にバッテリ１１３が短絡したとしても、既に車両は停止しているので、安全性は確保された状態である。従って、蓄電部１４９からブレーキ負荷１２７に電力を供給する必要はない。また、車両停止後のアイドリングストップ中にバッテリ１１３が開放したとしても、上記した短絡時と同様に車両は既に停止しているので、蓄電部１４９からブレーキ負荷１２７に電力を供給する必要はない。加えて、車両が停止しているので、スタータを用いずにエンジンを再始動することもできない。従って、蓄電部１４９からエンジン始動負荷１３１に電力を供給する必要もない。これらのことから、車両が停止した後のアイドリングストップ中には、制御回路１５７は図５の動作を行わないように制御している。
Even if the
但し、制御回路１５７は、車両が停止した後のアイドリングストップ中にバッテリ１１３の短絡、または開放を検出した場合、車両用電源装置１１９自身を保護するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１の動作を停止するとともに、第１スイッチ１３７をオフにする。その結果、バッテリ１１３の短絡、または開放による正極端子１２１の電圧低下が発生しても、蓄電部１４９から正極端子１２１への予期しない大電流が流れる可能性を低減することができる。この場合、蓄電部１４９からの放電は行われないので、第２スイッチ１４５はオンでもオフでも構わない。
However, the
また、本実施の形態３では、入出力電圧検出回路１５３を設ける構成としている。これにより、制御回路１５７は入出力端子１４３における入出力電圧Ｖｂを検出し、それよりも入出力端子１４３の電圧が僅かに高くなるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１４１を制御することで蓄電部１４９を放電している。しかし、このような蓄電部１４９の放電時の制御に限定されるものではなく、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ１４１に内蔵された電流検出器を利用し、制御回路１５７が所定の電流で蓄電部１４９を放電するような構成としてもよい。この場合は、入出力電圧検出回路１５３を特に設けなくてもよい。
In the third embodiment, an input / output
また、本実施の形態３では、制動により車速が所定車速（時速１０ｋｍ）まで下がり、エンジンを停止してもよい条件が成立すると、車両用制御回路１３５がエンジンを停止するが、前記所定車速は時速１０ｋｍに限定されるものではなく、燃費改善効果や車両の制動仕様等に応じて適宜決定すればよい。但し、燃費改善のために前記所定車速を高くするほど、ブレーキ負荷１２７が車両制動のために消費する電力が増加するので、その消費電力量に応じて既定蓄電部電圧Ｖｃｋの値を上げる必要がある。また、既定蓄電部電圧Ｖｃｋが大きくなりすぎ、蓄電部満充電電圧Ｖｃｍに近づけば、通常車両走行時における回生電力の有効活用が不十分となるため、蓄電部１４９の容量を増やす必要がある。このことから、本実施の形態３では低速走行時のアイドリングストップ中の動作に限定して述べた。なお、前記所定車速が時速１０ｋｍより大きい場合は、低速走行に限定されないので、この場合は、単に走行時のアイドリングストップ中に本実施の形態３の動作を行えばよい。
In the third embodiment, when the vehicle speed decreases to a predetermined vehicle speed (10 km / h) by braking and a condition for stopping the engine is satisfied, the
また、本実施の形態３では、制御回路１５７は、車両が走行中にエンジンを停止しておらず、かつ減速時に、回生電力を蓄電部１４９に充電するように充放電回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１）を制御する。そして、制御回路１５７は、車両が走行中にエンジンを停止し、かつ減速時であるか、または、非減速時に、蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋに至るまで蓄電部１４９を放電するように充放電回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１）を制御する。このような制御を行なう車両として、制動により車速が所定車速まで下がると、減速走行中にエンジンを停止する車両について説明したが、これは、上記した車両に限定されるものではない。すなわち、例えば減速走行中にエンジンを停止しない車両であってもよい。この場合、１）減速時にフューエルカットが行われている間、回生電力を充電し、非減速時に放電する制御、２）減速時であれば回生電力を充電し、非減速時に放電する制御、のいずれかを行なう車両が挙げられる。
Further, in the third embodiment, the
１）の制御の場合、車両のフューエルカット時は、単に燃料供給を停止しているだけで、エンジンは停止していない。従って、本実施の形態３の車両における、走行中にエンジンを停止しておらず、かつ減速時に、回生電力を充電する制御に含まれる。 In the case of the control 1), when the vehicle is fuel cut, the fuel supply is simply stopped, and the engine is not stopped. Therefore, in the vehicle of the third embodiment, the engine is not stopped during traveling, and is included in the control for charging the regenerative power during deceleration.
また、２）の制御の場合、車両がフューエルカットをせずに、単に減速している時は、エンジンは停止していない。従って、本実施の形態３の車両における、走行中にエンジンを停止しておらず、かつ減速時に、回生電力を充電する制御に含まれる。 In the case of the control 2), the engine is not stopped when the vehicle is simply decelerating without fuel cut. Therefore, in the vehicle of the third embodiment, the engine is not stopped during traveling, and is included in the control for charging the regenerative power during deceleration.
上記いずれの制御であっても、回生電力を回収し、有効活用できるので、それによる省燃費化が図れる。 In any of the above controls, regenerative electric power can be collected and effectively used, so that fuel saving can be achieved.
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４における車両用電源装置のブロック回路図である。なお、図６において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。また、本実施の形態４における車両用電源装置の構成において、実施の形態３と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a block circuit diagram of the vehicle power supply device according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 6, thick lines indicate power system wiring, and thin lines indicate signal system wiring. Further, in the configuration of the vehicle power supply device in the fourth embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in the third embodiment, and detailed description thereof is omitted.
すなわち、本実施の形態４における特徴となる構成は次の通りである。まず、ブレーキ負荷端子１２５に電動パワーステアリング負荷１６１が電力系配線で電気的に接続される。次に、車両にはエアバッグが搭載されており、エアバッグを制御するためのエアバッグ用制御回路１６３が車両用制御回路１３５と信号系配線で電気的に接続される。
That is, the configuration that is a feature of the fourth embodiment is as follows. First, the electric
また、本実施の形態４の上記構成において、特徴となる動作は、次の通りである。制御回路１５７は、車両に搭載されたエアバッグが動作すると、第２スイッチ１４５をオフにする。
Further, in the configuration of the fourth embodiment, the characteristic operation is as follows. The
このような構成、動作により、制御回路１５７は、バッテリ１１３の短絡、または開放を検出すると、蓄電部１４９から、ブレーキ負荷１２７に加え、電動パワーステアリング負荷１６１にも電力を供給する。従って、運転者は車両を操舵しながら制動することができ、より安全に車両を停止することが可能となる。
With such a configuration and operation, the
さらに、制御回路１５７は、バッテリ１１３の開放を検出した場合、第２スイッチ１４５をオンにして、エンジンの再始動を行うが、この際、エアバッグが動作していれば制御回路１５７は、第２スイッチ１４５をオフにして、エンジン始動を禁止する。これにより、車両衝突時にエンジンの動作も禁止されるので、さらに安全性が高まる。
Further, when the
以下、より具体的に本実施の形態４の特徴となる構成、動作について図６を用いて説明する。 Hereinafter, the configuration and operation that characterize the fourth embodiment will be described more specifically with reference to FIG.
図６において、電動パワーステアリング負荷１６１はブレーキ負荷１２７と電力系配線で並列に接続される。さらに、電動パワーステアリング負荷１６１は信号系配線で車両用制御回路１３５とも電気的に接続される。従って、電動パワーステアリング負荷１６１は車両用制御回路１３５からの指令に基づいて、操舵補助を行う。
In FIG. 6, the electric
さらに、車両用制御回路１３５には、車両に搭載されるエアバッグの制御を行なうため、エアバッグ用制御回路１６３とも信号系配線で電気的に接続される。従って、車両用制御回路１３５はエアバッグ用制御回路１６３と交信することにより、エアバッグの動作状態を知ることができる。さらに、エアバッグが動作した場合は、実施の形態２と同様に、エアバッグ用制御回路１６３はエアバッグ動作割り込み信号を発生するが、この信号は優先度が高いため、バッテリ１１３の短絡、または開放が発生して車両用制御回路１３５が停止していても、ハード的に車両用制御回路１３５をスルーして制御回路１５７に伝達される構成としている。また、エアバッグ自体は衝突時の確実な動作を確保するために、バッテリ１１３とは別にバックアップ電源を内蔵している。従って、バッテリ１１３の短絡、または開放が発生しても、エアバッグ用制御回路１６３は動作し続ける。
Further, the
次に、このような車両用電源装置１１９の動作について説明する。
Next, the operation of such a vehicle
車両の通常走行時の動作は実施の形態３と同じであるので、説明を省略する。また、図５のフローチャートに示すバッテリ１１３の短絡、または開放検出時の動作も同じであるので、詳細な説明を省略する。
Since the operation during normal driving of the vehicle is the same as that of the third embodiment, the description thereof is omitted. Further, the operation at the time of detecting short circuit or open of the
従って、図５のフローチャートに基づいて、制御回路１５７がバッテリ１１３の短絡、または開放を検出すると、蓄電部１４９からブレーキ負荷１２７に電力を供給するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１と第１スイッチ１３７を制御するが、この際、ブレーキ負荷１２７と並列に電動パワーステアリング負荷１６１が接続されている。その結果、ブレーキ負荷１２７と同様に電動パワーステアリング負荷１６１にも電力が供給される。
Therefore, based on the flowchart of FIG. 5, when the
そして、実施の形態３で述べたように、バッテリ１１３の短絡、または開放を検出すると、制御回路１５７は、バッテリ１１３の異常を、運転者に警告する。これを受け、運転者は車両を停止するためにブレーキを操作するが、道路状況によっては路肩等の安全な場所へ操舵しつつ制動する場合がある。この際、電動パワーステアリング負荷１６１にも十分な電力が供給されるように、ブレーキ負荷１２７と並列に接続される。その結果、運転者は急にハンドルが重くなるなどの違和感なく、安全に車両を操舵、制動することができる。
Then, as described in the third embodiment, when the short circuit or the open circuit of the
なお、本実施の形態４では、電動パワーステアリング負荷１６１にも蓄電部１４９の電力を供給する。従って、蓄電部１４９には電動パワーステアリング負荷１６１を駆動できる電力も保持しておく必要がある。ゆえに、車両の通常走行時においては、制御回路１５７は、蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋ（＝５Ｖ）より大きい高位既定蓄電部電圧Ｖｃｕまでの範囲で蓄電部１４９の充放電を行うように制御している。
In the fourth embodiment, electric power from
ここで、高位既定蓄電部電圧Ｖｃｕはバッテリ１１３の短絡、または開放が発生した際に、車両を路肩などに停止させるために必要な電動パワーステアリング負荷１６１の消費電力から決定される。本実施の形態４では、実施の形態３における既定蓄電部電圧Ｖｃｋ（＝５Ｖ）で蓄電部１４９が蓄える電力に、電動パワーステアリング負荷１６１の前記消費電力を加えた電力に基づいて、高位既定蓄電部電圧Ｖｃｕを求めた結果、高位既定蓄電部電圧Ｖｃｕを７Ｖと決定した。この値は制御回路１５７のメモリに記憶されている。
Here, the high-order predetermined power storage unit voltage Vcu is determined from the power consumption of the electric
従って、具体的には、制御回路１５７は通常時の車両走行において、蓄電部電圧Ｖｃが高位既定蓄電部電圧Ｖｃｕ（＝７Ｖ）から蓄電部満充電電圧Ｖｃｍ（＝１０Ｖ）までの範囲になるように蓄電部１４９の充放電を制御する。
Therefore, specifically, the
また、制御回路１５７は、エアバッグ用制御回路１６３から車両用制御回路１３５を経由して送られてくるエアバッグの動作信号を常に監視している。そして、制御回路１５７がエアバッグ動作割り込み信号を受信すると、制御回路１５７は直ちに第２スイッチ１４５をオフにするとともに、以後、第２スイッチ１４５のオフを維持する。このような動作により、車両が衝突しているにもかかわらずエンジンを始動してしまう可能性を低減することができる。
Further, the
なお、第２スイッチ１４５をオフにし続ける方法は、実施の形態２で述べたエンジン始動負荷スイッチ２３をオフにし続ける方法と同じであるので、詳細な説明を省略する。
Note that the method of keeping the
以上の構成、動作により、ブレーキ負荷端子１２５に電動パワーステアリング負荷１６１を接続したので、バッテリ１１３の短絡、または開放が発生しても、運転者は車両を操舵しながら制動することで、より安全に車両を停止することができる。さらに、エアバッグが動作していれば制御回路１５７は、第２スイッチ１４５をオフにして、エンジン始動を禁止するので、車両衝突時にエンジンの動作も禁止され、さらに安全性が高まる。従って、バッテリ１１３の短絡、または開放が発生した場合も、さらに安全性を高めることが可能な車両用電源装置１１９を実現できる。
With the above configuration and operation, the electric
なお、本実施の形態４では、ブレーキ負荷１２７に電動パワーステアリング負荷１６１を並列接続する構成と、エアバッグ動作により第２スイッチ１４５をオフにする動作を両方同時に適用しているが、これは、いずれか一方のみでもよい。すなわち、電動パワーステアリング負荷１６１が搭載されない車両であれば、エアバッグ動作により第２スイッチ１４５をオフにする動作のみを実施の形態３の動作に付加すればよい。また、エアバッグが搭載されない車両であれば、電動パワーステアリング負荷１６１がブレーキ負荷１２７と並列接続される構成のみを実施の形態３の構成に付加すればよい。
In the fourth embodiment, the configuration in which the electric
また、本実施の形態４においても、制御回路１５７は、車両が停止した後のアイドリングストップ中にバッテリ１１３の短絡、または開放を検出した場合、車両用電源装置１１９自身を保護するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１の動作を停止するとともに、第１スイッチ１３７をオフにする。この場合、蓄電部１４９からの放電は行われないので、第２スイッチ１４５はオンでもオフでも構わない。
Also in the fourth embodiment, when the
（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５における車両用電源装置のブロック回路図である。図８は、本発明の実施の形態５における車両用電源装置のバッテリの短絡、または開放検出時の動作を示すフローチャートである。なお、本実施の形態５における車両用電源装置の構成において、実施の形態４と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。また、図７において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。
(Embodiment 5)
FIG. 7 is a block circuit diagram of the vehicle power supply device according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 8 is a flowchart showing an operation at the time of detection of short circuit or open of the battery of the vehicle power supply device according to the fifth embodiment of the present invention. Note that in the configuration of the vehicle power supply device according to the fifth embodiment, the same components as those in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 7, thick lines indicate power system wiring, and thin lines indicate signal system wiring.
すなわち、本実施の形態５における特徴となる構成は次の通りである。まず、図７において、入出力端子１４３に、第３スイッチ１７３を介して電動パワーステアリング負荷端子１７１が電気的に接続される。そして、電動パワーステアリング負荷端子１７１には電動パワーステアリング負荷１６１が電気的に接続されるとともに、第３スイッチ１７３は制御回路１５７とも電気的に接続される。
That is, the configuration that is a feature of the fifth embodiment is as follows. First, in FIG. 7, the electric power
また、本実施の形態５の上記構成において、特徴となる動作は、次の通りである。制御回路１５７は、車両がエンジンを駆動して走行する際に、第３スイッチ１７３をオンにする。そして、車両が走行中にエンジンを停止している際に、バッテリ１１３の短絡、または開放を検出すると、制御回路１５７は、蓄電部電圧Ｖｃが、既定蓄電部電圧Ｖｃｋより大きい高位既定蓄電部電圧Ｖｃｕ以下であれば、第３スイッチ１７３をオフにする。
In addition, the characteristic operation in the configuration of the fifth embodiment is as follows. The
このような構成、動作により、制御回路１５７は、バッテリ１１３の短絡、または開放を検出すると、それに応じて、蓄電部１４９から、ブレーキ負荷１２７やエンジン始動負荷１３１に電力を供給する。さらに、蓄電部１４９に蓄えられている電力量が多い場合は、制御回路１５７は電動パワーステアリング負荷１６１にも蓄電部１４９の電力を供給する。その結果、運転者は車両を操舵しながら制動することができ、より安全に車両を停止することが可能となる。
With such a configuration and operation, when the
以下、より具体的に本実施の形態５の特徴となる構成、動作について図７を用いて説明する。 Hereinafter, the configuration and operation that characterize the fifth embodiment will be described more specifically with reference to FIG.
本実施の形態５における構成上の特徴は、図６におけるブレーキ負荷端子１２５に電動パワーステアリング負荷１６１の電力系配線を接続していた構成に替わって、図７に示すように、電動パワーステアリング負荷端子１７１に電動パワーステアリング負荷１６１の電力系配線を接続する構成とした点である。さらに、電動パワーステアリング負荷端子１７１と入出力端子１４３との間に第３スイッチ１７３を設ける構成としている。換言すると、車両用電源装置１１９は、入出力端子１４３に、第３スイッチ１７３を介して電気的に接続される電動パワーステアリング負荷端子１７１を、さらに備える構成とし、電動パワーステアリング負荷端子１７１には電動パワーステアリング負荷１６１が電気的に接続される。
A feature of the configuration of the fifth embodiment is that, instead of the configuration in which the power system wiring of the electric
なお、第３スイッチ１７３は第１スイッチ１３７や第２スイッチ１４５と同様に、外部からの信号によりオンオフ制御が可能な構成を有し、本実施の形態５においてもＦＥＴを用いた。従って、第３スイッチ１７３は制御回路１５７とも信号系配線で電気的に接続される。これにより、制御回路１５７は第３スイッチ信号ＳＷ３を出力することにより、第３スイッチ１７３のオンオフを制御する構成としている。
Note that, like the
次に、本実施の形態５の車両用電源装置１１９の動作について説明する。
Next, the operation of the vehicle
まず、通常時の車両走行における車両用電源装置１１９の動作は実施の形態３と同じであるので、詳細な説明を省略する。なお、本実施の形態５では第３スイッチ１７３を設けているので、通常車両走行時に電動パワーステアリング負荷１６１へ電力を供給するために、制御回路１５７は第３スイッチ１７３をオンにする。これにより、電動パワーステアリング負荷１６１へは、電動パワーステアリング負荷端子１７１より発電機１１１、またはバッテリ１１３の電力が供給される。従って、通常車両走行時には、第１スイッチ１３７と第３スイッチ１７３がオン、第２スイッチ１４５がオフの状態となる。
First, since the operation of the vehicle
また、本実施の形態５では、通常車両走行時において、実施の形態３と同様に、制御回路１５７は蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋ（＝５Ｖ）から蓄電部満充電電圧Ｖｃｍ（＝１０Ｖ）までの範囲で蓄電部１４９の充放電を行うように制御している。従って、実施の形態４における蓄電部電圧Ｖｃが高位既定蓄電部電圧Ｖｃｕ（＝７Ｖ）から蓄電部満充電電圧Ｖｃｍ（＝１０Ｖ）までの範囲で蓄電部１４９の充放電を行う制御とは異なる。
Further, in the fifth embodiment, during normal vehicle travel, as in the third embodiment, the
次に、本実施の形態５の車両用電源装置１１９の動作について説明する。
Next, the operation of the vehicle
まず、通常時の車両走行における車両用電源装置１１９の動作は実施の形態３と同じであるので、詳細な説明を省略する。
First, since the operation of the vehicle
次に、車両の低速走行中でエンジンを停止するアイドリングストップ中の、バッテリ１１３の開放、または短絡が発生した場合の動作について、図８を用いて説明する。なお、図８のフローチャートも、実施の形態３の図５と同様に制御回路１５７のメインルーチンから呼び出されるサブルーチンである。なお、図８のフローチャートにおいて、図５のフローチャートと同じ動作については同じステップ番号を付して、詳細な説明を省略する。
Next, the operation when the
実施の形態３と同様に、車両用制御回路１３５からのデータ信号ｄａｔａが途絶えると、制御回路１５７のメインルーチンは、バッテリ１１３が短絡、または開放となったことを検出する。これにより、前記メインルーチンは図８のサブルーチンを実行する。なお、この時点では、上記したように第１スイッチ１３７と第３スイッチ１７３がオン、第２スイッチ１４５がオフの状態である。
As in the third embodiment, when the data signal data from the
図８のサブルーチンが実行されると、制御回路１５７は、まず実施の形態３で説明したＳ３１からＳ３７の動作を行う。
When the subroutine of FIG. 8 is executed, the
次に、制御回路１５７は蓄電部電圧検出回路１５５より蓄電部電圧Ｖｃを検出する（Ｓ４１）。そして、制御回路１５７は蓄電部電圧Ｖｃと高位既定蓄電部電圧Ｖｃｕとを比較する（Ｓ４３）。ここで、高位既定蓄電部電圧Ｖｃｕは実施の形態４で説明したものと同じであり、本実施の形態５でも７Ｖと決定した。
Next,
もし、蓄電部電圧Ｖｃが高位既定蓄電部電圧Ｖｃｕより大きければ（Ｓ４３のＹｅｓ）、蓄電部１４９は、ブレーキ負荷１２７とエンジン始動負荷１３１に加え、電動パワーステアリング負荷１６１へも電力を供給することができるので、後述するＳ３９にジャンプする。なお、Ｓ３９の動作は実施の形態３と同じである。従って、第３スイッチ１７３はオンの状態を維持するので、図６と同じ回路状態となる。ゆえに、以降の動作は実施の形態４と同じになる。
If power storage unit voltage Vc is higher than high-order predetermined power storage unit voltage Vcu (Yes in S43),
一方、蓄電部電圧Ｖｃが高位既定蓄電部電圧Ｖｃｕ以下であれば（Ｓ４３のＮｏ）、蓄電部電圧Ｖｃは既定蓄電部電圧Ｖｃｋ（＝５Ｖ）から高位既定蓄電部電圧Ｖｃｕ（＝７Ｖ）までの範囲にあることになる。従って、蓄電部１４９は、ブレーキ負荷１２７とエンジン始動負荷１３１への電力供給しかできない状態である。そこで、制御回路１５７は電動パワーステアリング負荷１６１に電力を供給しないようにするために、第３スイッチ１７３をオフにする（Ｓ４５）。これにより、電動パワーステアリング負荷１６１へ電力供給を行うことにより、ブレーキ負荷１２７とエンジン始動負荷１３１への電力供給が不十分になる可能性を低減している。その後、Ｓ３９の動作を行い、図８のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。
On the other hand, if the power storage unit voltage Vc is equal to or lower than the high-order predetermined power storage unit voltage Vcu (No in S43), the power storage unit voltage Vc is from the predetermined power storage unit voltage Vck (= 5V) to the high-order predetermined power storage unit voltage Vcu (= 7V). Will be in range. Accordingly, the
以上より、本実施の形態５の特徴となる動作をまとめると、まず制御回路１５７は、車両がエンジンを駆動して走行する際に、第３スイッチ１７３をオンにする。そして、車両が走行中にエンジンを停止している際に、バッテリ１１３の短絡、または開放を検出すると、蓄電部電圧Ｖｃが、既定蓄電部電圧Ｖｃｋ（＝５Ｖ）より大きい高位既定蓄電部電圧Ｖｃｕ（＝７Ｖ）以下であれば、第３スイッチ１７３をオフにする。
From the above, the operations that characterize the fifth embodiment are summarized. First, the
このような動作により、車両が走行中にエンジンを停止するアイドリングストップ中であって、バッテリ１１３の短絡、または開放を検出した際に、蓄電部１４９に十分な電力が蓄えられていれば、実施の形態４と同様に、制御回路１５７はブレーキ負荷１２７、エンジン始動負荷１３１、および電動パワーステアリング負荷１６１に電力を供給する。これにより、実施の形態４と同様の効果が得られる。
With such an operation, if the vehicle is idling stopped to stop the engine while traveling, and if short-circuiting or opening of the
一方、蓄電部１４９に蓄えられている電力が不十分な場合は、制御回路１５７は電動パワーステアリング負荷１６１には電力を供給せず、ブレーキ負荷１２７とエンジン始動負荷１３１のみに電力を供給する。これにより、操舵が重くなるという違和感が発生するものの、車両制動とエンジン再始動のために優先的に電力が供給される。この際の電力供給先は実施の形態３と同じである。従って、実施の形態３と同様に車両の安全性を向上できる。
On the other hand, when the power stored in the
このように、車両が走行中にエンジンを停止するアイドリングストップ中であって、バッテリ１１３の短絡、または開放を検出した際に、蓄電部１４９が蓄えている電力量に応じて、電力の供給先を選択することで、蓄電部１４９が最低限の電力量しか蓄えていなくても車両制動とエンジン再始動が可能となり、車両の安全性が向上する。同時に、通常車両走行時には、蓄電部１４９に蓄えられた回生電力を、蓄電部電圧Ｖｃが既定蓄電部電圧Ｖｃｋ（＝５Ｖ）に至るまで放電できるので、通常車両走行時の回生電力の有効活用ができる。この点が、回生電力の活用範囲の狭い実施の形態４とは異なる。
In this way, when the vehicle is idling to stop the engine while traveling, and when the short circuit or release of the
以上の構成、動作により、車両が低速走行中、かつエンジン停止中で、バッテリ１１３の開放時、または短絡時に、ブレーキ負荷１２７に蓄電部１４９の電力を供給することができるので、車両の制動を行うために十分な電力が得られる車両用電源装置１１９が実現できる。また、バッテリ１１３の開放を検出した場合は、車両のエンジン始動負荷１３１にも蓄電部１４９の電力を供給することができるので、エンジンを再始動するために十分な電力も得られる車両用電源装置１１９が実現できる。さらに、蓄電部１４９に蓄えられている電力量が多い場合は、電動パワーステアリング負荷１６１にも蓄電部１４９の電力を供給することができるので、車両の操舵を行うために十分な電力が得られる車両用電源装置１１９が実現できる。
With the above configuration and operation, the power of the
なお、本実施の形態５においても、実施の形態３と同様に、低速走行中、かつエンジン停止中のアイドリングストップ時であって、車両用制御回路１３５からのデータ信号ｄａｔａが途絶えた際に、制御回路１５７は図８の動作を行うようにしている。従って、車両が停止した後のアイドリングストップ中には、実施の形態３と同様の理由により、制御回路１５７は図８の動作を行わない。
In the fifth embodiment, as in the third embodiment, when idling is stopped while the vehicle is running at a low speed and the engine is stopped, when the data signal data from the
また、本実施の形態５においても、制御回路１５７は、車両が停止した後のアイドリングストップ中にバッテリ１１３の短絡、または開放を検出した場合、車両用電源装置１１９自身を保護するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１の動作を停止するとともに、第１スイッチ１３７をオフにする。この場合、蓄電部１４９からの放電は行われないので、第２スイッチ１４５と第３スイッチ１７３はオンでもオフでも構わない。
Also in the fifth embodiment, when the
本発明にかかる車両用電源装置は、走行中、かつエンジン停止中で、バッテリの短絡、または開放を検出すると、車両のブレーキ負荷に蓄電部の電力を供給することで、車両の制動を行うために十分な電力が得られるので、特にハイブリッド車を含む回生電力回収機能付きアイドリングストップ車の車両用電源装置等として有用である。 The power supply device for a vehicle according to the present invention brakes the vehicle by supplying electric power from the power storage unit to the brake load of the vehicle when detecting a short circuit or an open battery while the vehicle is running and the engine is stopped. Therefore, it is particularly useful as a vehicle power supply device for an idling stop vehicle with a regenerative power recovery function including a hybrid vehicle.
１１ 第１直流電源
１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５ 第２直流電源
１７ 第２直流電源スイッチ
１９、１２７ ブレーキ負荷
２１、１３１ エンジン始動負荷
２３ エンジン始動負荷スイッチ
２５、１５７ 制御回路
３５、１３５ 車両用制御回路
４１、１６１ 電動パワーステアリング負荷
１１３ バッテリ
１２５ ブレーキ負荷端子
１２９ エンジン始動負荷端子
１３３ データ端子
１３７ 第１スイッチ
１４１ ＤＣ／ＤＣコンバータ（充放電回路）
１４３ 入出力端子
１４５ 第２スイッチ
１４７ 蓄電部端子
１４９ 蓄電部
１５３ 入出力電圧検出回路
１５５ 蓄電部電圧検出回路
１７１ 電動パワーステアリング負荷端子
１７３ 第３スイッチ
11 First
143 Input /
Claims (9)
前記第１直流電源とＤＣ／ＤＣコンバータを介して電気的に接続される、第２直流電源と第２直流電源スイッチの直列回路、ブレーキ負荷、および、エンジン始動負荷とエンジン始動負荷スイッチの直列回路と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ、第２直流電源スイッチ、およびエンジン始動負荷スイッチと電気的に接続される制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記車両が走行中にエンジンを停止している際に、前記第１直流電源、または前記第２直流電源のいずれかの短絡、または開放を検出すると、前記第１直流電源、または前記第２直流電源の内の正常な直流電源から前記ブレーキ負荷に電力を供給するように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２直流電源スイッチを制御し、
前記開放を検出した場合は、さらに前記エンジン始動負荷スイッチをオンにするようにした車両用電源装置。 A first DC power supply mounted on the vehicle;
A series circuit of a second DC power supply and a second DC power switch, a brake load, and a series circuit of an engine start load and an engine start load switch, which are electrically connected to the first DC power supply via a DC / DC converter. When,
A control circuit electrically connected to the DC / DC converter, a second DC power switch, and an engine start load switch;
When the control circuit detects a short circuit or an open circuit of the first DC power supply or the second DC power supply when the vehicle is running and the engine is stopped, the first DC power supply, Alternatively, the DC / DC converter and the second DC power switch are controlled so that power is supplied to the brake load from a normal DC power supply of the second DC power supply,
A vehicle power supply apparatus in which the engine start load switch is further turned on when the opening is detected.
前記第１スイッチの他端に入出力端子を介して電気的に接続される充放電回路と、
前記充放電回路の蓄電部端子に電気的に接続される蓄電部、および蓄電部電圧検出回路と、
前記入出力端子に電気的に接続されるブレーキ負荷端子と、
前記入出力端子に第２スイッチを介して電気的に接続されるエンジン始動負荷端子と、
前記充放電回路、蓄電部電圧検出回路、第１スイッチ、および第２スイッチと電気的に接続されるとともに、データ端子とも電気的に接続される制御回路と、を備え、
前記ブレーキ負荷端子は前記車両のブレーキ負荷に電気的に接続され、
前記エンジン始動負荷端子は前記車両のエンジン始動負荷に電気的に接続され、
前記データ端子は前記車両の車両用制御回路に電気的に接続され、
前記制御回路は、前記車両用制御回路からのデータ信号（ｄａｔａ）に基づき、前記車両の使用時に、前記第１スイッチをオンにして、前記蓄電部電圧検出回路で検出される蓄電部電圧（Ｖｃ）が、既定蓄電部電圧（Ｖｃｋ）に至るまで前記蓄電部を充電するよう前記充放電回路を制御し、
前記車両がエンジンを駆動して走行する際に、前記第１スイッチをオンにするとともに、前記第２スイッチをオフにし、
前記車両が走行中に前記エンジンを停止している際に、前記バッテリの短絡、または開放を検出すると、前記第１スイッチをオフにし、
前記バッテリの開放を検出した場合は、さらに前記第２スイッチをオンにして、
前記蓄電部の電力を放電するように前記充放電回路を制御するようにした車両用電源装置。 A first switch having one end electrically connected to a battery of the vehicle;
A charge / discharge circuit electrically connected to the other end of the first switch via an input / output terminal;
A power storage unit electrically connected to a power storage unit terminal of the charge / discharge circuit, and a power storage unit voltage detection circuit;
A brake load terminal electrically connected to the input / output terminal;
An engine starting load terminal electrically connected to the input / output terminal via a second switch;
A control circuit that is electrically connected to the charge / discharge circuit, the power storage unit voltage detection circuit, the first switch, and the second switch, and is also electrically connected to the data terminal;
The brake load terminal is electrically connected to the brake load of the vehicle;
The engine starting load terminal is electrically connected to the engine starting load of the vehicle;
The data terminal is electrically connected to a vehicle control circuit of the vehicle;
The control circuit turns on the first switch based on a data signal (data) from the vehicle control circuit and turns on the first switch to detect a power storage unit voltage (Vc) detected by the power storage unit voltage detection circuit. ) Controls the charge / discharge circuit to charge the power storage unit until a predetermined power storage unit voltage (Vck) is reached,
When the vehicle travels by driving an engine, the first switch is turned on and the second switch is turned off,
When the engine is stopped while the vehicle is running, if the short circuit or open of the battery is detected, the first switch is turned off,
When detecting the opening of the battery, further turn on the second switch,
A vehicle power supply apparatus configured to control the charge / discharge circuit so as to discharge the electric power of the power storage unit.
前記車両が走行中に前記エンジンを停止し、かつ減速時であるか、または、非減速時に、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が前記既定蓄電部電圧（Ｖｃｋ）に至るまで前記蓄電部を放電するように前記充放電回路を制御するようにした請求項４に記載の車両用電源装置。 The control circuit controls the charge / discharge circuit so as to charge the power storage unit with regenerative electric power when the vehicle does not stop while the vehicle is running and decelerates,
While the vehicle is running, the engine is stopped and the power storage unit is discharged until the power storage unit voltage (Vc) reaches the predetermined power storage unit voltage (Vck) during deceleration or when the vehicle is not decelerating. The vehicle power supply device according to claim 4, wherein the charge / discharge circuit is controlled as described above.
前記電動パワーステアリング負荷端子には電動パワーステアリング負荷が電気的に接続されるとともに、前記第３スイッチは前記制御回路とも電気的に接続される構成を有し、
前記制御回路は、前記車両が前記エンジンを駆動して走行する際に、前記第３スイッチをオンにし、
前記車両が走行中に前記エンジンを停止している際に、前記バッテリの短絡、または開放を検出すると、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が、前記既定蓄電部電圧（Ｖｃｋ）より大きい高位既定蓄電部電圧（Ｖｃｕ）以下であれば、前記第３スイッチをオフにするようにした請求項４に記載の車両用電源装置。 An electric power steering load terminal electrically connected to the input / output terminal via a third switch;
An electric power steering load is electrically connected to the electric power steering load terminal, and the third switch is also electrically connected to the control circuit,
The control circuit turns on the third switch when the vehicle travels by driving the engine,
When the engine is stopped while the vehicle is running, if a short circuit or an open circuit of the battery is detected, the power storage unit voltage (Vc) is higher than the default power storage unit voltage (Vck). The vehicle power supply device according to claim 4, wherein the third switch is turned off when the voltage (Vcu) or less.
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