JP4147420B2 - Vehicle power circuit - Google Patents
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Description
本発明は、車両用電源回路に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply circuit.
車両に搭載されバッテリから電力を供給される電気負荷として、例えば運転者がシフトレバーあるいはシフトスイッチ等を操作して選択する走行レンジに応じて自動変速機制御装置の油路を切換えるマニュアルバルブを駆動するモータアクチュエータが知られている。
このようにモータアクチュエータによりマニュアルバルブを駆動し自動変速機制御装置の油路を切換える所謂シフトバイワイヤ方式の自動変速機では、パーキングレンジが選択されるとモータアクチュエータの駆動によってマニュアルバルブの切換えと同時にパーキング機構が作動し、車両の出力軸がロックされる。
As an electric load mounted on the vehicle and supplied with power from a battery, for example, a manual valve that switches the oil passage of the automatic transmission control device is driven according to the driving range selected by the driver by operating a shift lever or shift switch, etc. Motor actuators are known.
Thus, in a so-called shift-by-wire type automatic transmission in which a manual valve is driven by a motor actuator and the oil passage of the automatic transmission control device is switched, when the parking range is selected, the parking of the manual valve is simultaneously performed by the driving of the motor actuator. The mechanism is activated and the output shaft of the vehicle is locked.
モータアクチュエータを用いず手動で出力軸をロックする自動変速機の場合、バッテリが放電しきってしまい、所謂バッテリがあがってしまっても、手動でロックを解除できるため車両の移動が可能である。これに対し、シフトバイワイヤ方式の自動変速機の場合、バッテリがあがってしまうとモータアクチュエータに電力を供給できないためロックを解除できず、車両を移動できなくなる。 In the case of an automatic transmission that manually locks the output shaft without using a motor actuator, even if the battery is completely discharged and the so-called battery has run out, the vehicle can be moved because the lock can be released manually. On the other hand, in the case of a shift-by-wire automatic transmission, if the battery runs out, power cannot be supplied to the motor actuator, so the lock cannot be released and the vehicle cannot move.
補助バッテリ(第二のバッテリ)を備えると、メインバッテリ(第一のバッテリ)があがってしまってもモータアクチュエータに電力を供給し、出力軸のロックを解除できる。この場合、メインバッテリ(第一のバッテリ)があがったときに、あがった直後、あるいはあがった後の適切なタイミングで補助バッテリ(第二のバッテリ)を接続する必要がある。
特許文献1では、第2バッテリの電圧を検出し、検出結果に基づいて制御部が第2バッテリの容量の低下を検知すると、車両乗員の存在を検出したタイミングで第1バッテリを用いて第2バッテリを充電している。
When the auxiliary battery (second battery) is provided, electric power can be supplied to the motor actuator and the output shaft can be unlocked even if the main battery (first battery) rises. In this case, when the main battery (first battery) rises, it is necessary to connect the auxiliary battery (second battery) immediately after the rise or at an appropriate timing after the rise.
In Patent Document 1, when the voltage of the second battery is detected and the control unit detects a decrease in the capacity of the second battery based on the detection result, the second battery is used to detect the presence of the vehicle occupant. The battery is charging.
しかしながら、特許文献1に記載の車両用電源回路によると、電圧を検出することによって容量の低下を検知するため、電圧を検出する手段や制御部を備える必要があり、コストが増大するという問題がある。また、車両乗員の存在を検出したタイミングで充電するため、車両乗員の存在を検出するセンサを備える必要があり、更にコストが増大する。 However, according to the vehicle power supply circuit described in Patent Document 1, it is necessary to provide a means for detecting a voltage and a control unit to detect a decrease in capacity by detecting a voltage, which increases the cost. is there. Further, since charging is performed at the timing when the presence of the vehicle occupant is detected, it is necessary to provide a sensor for detecting the presence of the vehicle occupant, which further increases costs.
本発明は、かかる問題に鑑みて創作されたものであって、第一のバッテリがあがったときに簡素な構成で第二のバッテリを接続でき、接続した第二のバッテリによって電気負荷に電力を供給できる車両用電源回路を提供することを目的とする。 The present invention has been created in view of such a problem, and when the first battery rises, the second battery can be connected with a simple configuration, and power is supplied to the electric load by the connected second battery. It is an object to provide a vehicle power supply circuit that can be supplied.
請求項1記載の発明によると、接続切換手段は、第一のバッテリから電気負荷に流れる電流によって作動する。具体的には、接続切換手段は、第一のバッテリから電気負荷に流れる電流によって、第二のバッテリと電気負荷との接続を遮断するよう作動する。電流が流れなくなると接続切換手段は接続を遮断する作動を停止し、第二のバッテリと電気負荷とが接続される。すなわち、第一のバッテリがあがると第二のバッテリが接続される。このようにこの車両用電源回路によると、第一のバッテリの容量の低下を検知する手段を備えることなく第一のバッテリがあがったときに第二のバッテリを接続できる。
また、第一のバッテリがあがり第一のバッテリから電気負荷に電流が流れなくなると、接続切換手段が第二のバッテリを電気負荷に接続するため、第二のバッテリを電気負荷に接続する構成が簡単である。
また、逆流防止手段によって第二のバッテリから第一のバッテリへの電流の逆流が防止されているため、第二のバッテリを接続したとき第二のバッテリの電力は電気負荷に供給される。よってこの車両用電源回路によると、第一のバッテリがあがったときに簡素な構成で第二のバッテリを接続でき、接続した第二のバッテリによって電気負荷に電力を供給できる。
According to the first aspect of the present invention, the connection switching means is operated by a current flowing from the first battery to the electric load. Specifically, the connection switching means operates to cut off the connection between the second battery and the electric load by the current flowing from the first battery to the electric load. When the current stops flowing, the connection switching unit stops the operation for cutting off the connection, and the second battery and the electric load are connected. That is, when the first battery rises, the second battery is connected. Thus, according to this vehicle power supply circuit, the second battery can be connected when the first battery rises without providing means for detecting a decrease in the capacity of the first battery.
In addition, when the first battery rises and no current flows from the first battery to the electric load, the connection switching means connects the second battery to the electric load, so that the second battery is connected to the electric load. Simple.
Further, since the backflow prevention means prevents the backflow of current from the second battery to the first battery, the power of the second battery is supplied to the electric load when the second battery is connected. Therefore, according to this vehicle power supply circuit, the second battery can be connected with a simple configuration when the first battery is raised, and power can be supplied to the electric load by the connected second battery.
請求項2記載の発明によると、第一のバッテリと第二のバッテリとが並列に接続されるため、オルタネータで発電された電力を第一のバッテリだけでなく第二のバッテリにも蓄電できる。
請求項3記載の発明によると、過充電を防止する過充電防止手段により、第二のバッテリの過充電を防止できる。
According to the invention described in claim 2, since the first battery and the second battery are connected in parallel, the electric power generated by the alternator can be stored not only in the first battery but also in the second battery.
According to the invention of claim 3, the overcharge of the second battery can be prevented by the overcharge prevention means for preventing overcharge.
請求項4記載の発明によると、第二のバッテリの容量が第一のバッテリの容量より小さいため、バッテリのコストを低減できる。
請求項5記載の発明によると、スイッチをオフにしておけば、第一のバッテリの電力が無用に消費されることを防止できる。
According to the invention of claim 4, since the capacity of the second battery is smaller than the capacity of the first battery, the cost of the battery can be reduced.
According to the fifth aspect of the present invention, if the switch is turned off, the power of the first battery can be prevented from being consumed unnecessarily.
請求項6記載の発明によると、第一のバッテリがあがってしまっても、第二のバッテリでシフトバイワイヤ方式の自動変速機のアクチュエータを駆動することで出力軸のロックを解除できる。従って第一のバッテリがあがってしまっても車両を移動できる。 According to the sixth aspect of the present invention, even if the first battery rises, the output shaft can be unlocked by driving the actuator of the shift-by-wire type automatic transmission with the second battery. Therefore, the vehicle can be moved even if the first battery rises.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
図2は、シフトバイワイヤ方式の自動変速機1の一部を示す模式図である。本実施形態のマニュアルバルブ10はモータアクチュエータ11によって切換え動作が行われる。マニュアルバルブ10は従来の手動によりレンジを切換える自動変速機におけるマニュアルバルブと同じくスプールタイプのバルブであって、制御および駆動のための元圧となるライン油圧が供給され、シフト位置に応じて各走行レンジに応じた経路で図示しない摩擦係合装置に油圧を供給するように構成されている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a part of the shift-by-wire automatic transmission 1. The
モータアクチュエータ11は、後述する車両用電源回路にSBW制御ECU(シフトバイワイヤ制御エレクトリックコントロールユニット)12を介して接続されている。モータアクチュエータ11の回転は図示しない勘合部を介してコントロールロッド13に伝達される。
コントロールロッド13は、マニュアルバルブ10のスプールの軸線に対して直交して配置されている。コントロールロッド13にはディテントプレート14が一体となって回転するように固定されている。
The
The
ディテント機構はディテントプレート14とディテントスプリング15とで構成されている。ディテントプレート14はほぼ扇形をなす板状の部材であって、その円弧状の外周部に複数の凹部14aが形成されている。ディテントスプリング15は板バネであり、所定の固定部に片持ち状に固定されている。ディテントスプリング15の先端部にはディテントプレート14の凹部14aに係合するローラ16が取り付けられており、ローラ16はディテントスプリング15の弾性力で凹部14aの一つに係合する。凹部14aとローラ16とはマニュアルバルブ10における各レンジの設定位置に対応させて配置されており、ローラ16がいずれかの凹部14aに完全に係合することによりその凹部14aに対応する走行レンジ位置にマニュアルバルブ10が設定される。
The detent mechanism includes a
パーキングロック機構は、パーキングギヤ17の外周部に形成されている凹凸部にパーキングロックポール18を係合させて出力軸の回転を止めるよう構成されている。パークロッド19はほぼ直角に屈曲しており、その基端部がディテントプレート14に固定されるとともに、その先端部がパーキングロックポール18に対してパーキングギヤ17とは反対側の位置に延びており、このパークロッド19の先端部にテーパーコーン状のカム20が前後動自在でかつスプリング21で先端方向に押圧された状態に嵌合されている。パークロッド19が前進動作させられることに伴ってカム20がスプリング21によって押圧され、その結果、カム20がパーキングロックポール18をパーキングギヤ17側に押し上げることによりパーキングロックポール18の爪18aがパーキングギヤ17に係合し、出力軸の回転を機械的に阻止するように構成されている。
The parking lock mechanism is configured to stop the rotation of the output shaft by engaging the
SBW制御ECU12には、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジ、2レンジ、Lレンジなどに対応したスイッチを有する図示しないレンジ選択スイッチあるいはレンジ選択レバーが接続されている。SBW制御ECU12は選択されたレンジに応じてモータアクチュエータ11を回転させることによりシフトレンジを切換える。
The SBW
次に、車両用電源回路について説明する。
図1は、車両用電源回路の模式図である。車両用電源回路2は、第一のバッテリとしてのメインバッテリ31、第二のバッテリとしての補助バッテリ32、接続切替手段としてのリレー33、過充電防止機構35、逆流防止手段としての逆流防止用ダイオード36及び37などを備え、これらは電源線30によって接続されている。
Next, the vehicle power supply circuit will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle power supply circuit. The vehicle power supply circuit 2 includes a
メインバッテリ31は、車両が備えるオルタネータ34に接続されており、オルタネータ34で発電された電力を蓄電する。また、メインバッテリ31はSBW制御ECU12を介してモータアクチュエータ11に接続されており、蓄電した電力をSBW制御ECU12による制御の元でモータアクチュエータ11に供給する。メインバッテリ31は具体的には電力を発生しながら充電もできる鉛蓄電池などである。
The
各種の補機類43は、イグニッションスイッチをオフにしている間も一定の電力を供給する必要のあるものである。メインバッテリ31はイグニッションスイッチがオフの間も各種の補記類に常時電力を供給する。
補助バッテリ32はメインバッテリ31と並列にオルタネータ34に接続されており、オルタネータ34で発電された電力を蓄電する。補助バッテリ32はメインバッテリ31があがったときSBW制御ECU12を介してモータアクチュエータ11に接続され、蓄電した電力をSBW制御ECU12による制御の元でモータアクチュエータ11に供給する。補助バッテリ32もメインバッテリ31と同様に鉛蓄電池などである。補助バッテリ32はメインバッテリ31よりも容量の小さなものでよい。
The various
The
過充電防止機構35は、補助バッテリ32が過剰に充電されることを防止する。過充電防止機構35はオルタネータ34の+極と補助バッテリ32の+極とを接続する電源線30上に設けられている。過充電防止機構35は例えばリレーあるいはトランジスタ、電流センサ、及び電子制御ユニットで構成される。電子制御ユニットは電流センサにより補助バッテリ32への充電電流を検出し、これを時間積算して補助バッテリ32の充電量を検出する。充電量が所定値より大きいときはリレーあるいはトランジスタをオフにすることで補助バッテリ32が過剰に充電されることを防止する。放電電流を検出する電流センサを備えて充電電流と放電電流とに基づいて充電量を検出してもよい。なお、補助バッテリ32が満充電であることを補助バッテリ32の内部インピーダンスを測定することにより検知し、オルタネータ34の発生電圧を調整することで過充電を防止するようにしてもよい。過充電を防止する技術は公知であり、どのようにして過充電を防止するかは適宜選択可能な設計事項である。
The
逆流防止用ダイオード36は、オルタネータ34の+極と過充電防止機構35とを接続する電源線30上に設けられている。逆流防止用ダイオード37はメインバッテリ31の+極と後述するリレー33とを接続する電源線30上に設けられている。逆流防止用ダイオード36は補助バッテリ32からメインバッテリ31への電流の逆流を防止する。このためメインバッテリ31の電圧が低下しても補助バッテリ32に蓄電されている電力はメインバッテリ31には供給されない。従ってメインバッテリ31があがってしまっても補助バッテリ32には電力が蓄電されていることになる。また、逆流防止用ダイオード37も補助バッテリ32からメインバッテリ31への電流の逆流を防止する。このため補助バッテリ32をモータアクチュエータ11に接続したとき補助バッテリ32に蓄電されている電力はメインバッテリ31には供給されず、モータアクチュエータ11に供給される。
The
リレー33は、補助バッテリ32の+極とSBW制御ECU12の電源端子12aとを接続する電源線30上に設けられている。リレー33はメインバッテリ31からモータアクチュエータ11に流れる電流によってオン/オフされる。具体的には、リレー33のコイル部33aはメインバッテリ31の+極とSBW制御ECU12の電源端子12aとを接続する電源線30をコイル状に巻回すことにより形成されている。SBW制御ECU12の電源端子12aから延びる電源線30は分岐点30aでメインバッテリ31側と補助バッテリ32側とに分岐しており、コイル部33aは分岐点30aよりメインバッテリ31側に設けられている。リレー33は常閉型であり、可動接点33bはバネ33cによってリレー33をオンにする方向に付勢されている。メインバッテリ31からSBW制御ECU12に電流が流れると、すなわちリレー33が励磁されると可動接点33bがコイル部33aに吸引される。これによりリレー33がオフとなり、補助バッテリ32とSBW制御ECU12との接続が遮断される。メインバッテリ31からSBW制御ECU12に電流が流れないと、すなわちコイル部33aが消磁されると可動接点33bがバネ33cに付勢されて復帰する。これによりリレー33がオンとなり、補助バッテリ32とSBW制御ECU12とが接続される。
The
スイッチ42はイグニッションスイッチがオンになるとオンになり、イグニッションスイッチがオフになるとオフになる。メインバッテリ31にはイグニッションスイッチをオフにしている間は電力を供給する必要のないものも接続される場合があるため、スイッチ42を設けるとイグニッションスイッチをオフにしている間にそれらによってメインバッテリ31の電力が無用に消費されてしまうことを防止できる。ただし、メインバッテリ31は各種の補機類43にも接続されているため、各種の補機類43によってメインバッテリ31があがってしまうことはあり得る。
The
次に、出力軸のロックを解除する作動について、メインバッテリ31があがっていないときと、メインバッテリ31があがってしまったときとについて説明する。
(1)メインバッテリ31があがっていないとき
メインバッテリ31があがっていないときは、イグニッションスイッチをオンにしたときメインバッテリ31からSBW制御ECU12及びモータアクチュエータ11に電力が供給される。この結果リレー33はオフとなり、補助バッテリ32とSBW制御ECU12との接続は遮断される。運転者によってレンジをパーキングから別のレンジに移動する操作が行われると、メインバッテリ31から供給される電力によってモータアクチュエータ11が駆動され、パーキングロックが解除される。
Next, the operation for unlocking the output shaft will be described when the
(1) When the
(2)メインバッテリ31があがっているとき
イグニッションスイッチをオンにした後にメインバッテリ31があがってしまった場合、メインバッテリ31からSBW制御ECU12に電流が流れなくなるためリレー33がオンになり、補助バッテリ32により電力が供給される。なお、本実施例ではイグニッションスイッチをオフにするとスイッチ42がオフになってメインバッテリ31から電流が流れなくなるため、リレー33がオンになって補助バッテリ32が接続される。このためイグニッションスイッチがオフの間にメインバッテリ31があがってしまった場合も補助バッテリ32により電力が供給される。逆流防止用ダイオード36及び37によって補助バッテリ32からメインバッテリ31への電流の逆流が防止されているため、補助バッテリ32が接続されると補助バッテリ32に蓄電されている電力はSBW制御ECU12及びモータアクチュエータ11に供給され、これにより運転者はパーキングロックを解除することができる。
(2) When the
以上説明した本発明の一実施形態に係る車両用電源回路2によると、リレー33はメインバッテリ31からモータアクチュエータ11に流れる電流によって作動する。具体的には、リレー33はメインバッテリ31からモータアクチュエータ11に流れる電流によって、補助バッテリ32とモータアクチュエータ11との接続を遮断するよう作動する。メインバッテリ31からモータアクチュエータ11に電流が流れなくなるとコイル部33aが消磁されてリレー33は接続を遮断する作動を停止し、可動接点33bがバネ33cに付勢されて補助バッテリ32とモータアクチュエータ11とが接続される。すなわち、メインバッテリ31があがると補助バッテリ32が接続される。このようにこの車両用電源回路2によると、メインバッテリ31の容量の低下を検知する手段を備えることなくメインバッテリ31があがったときに補助バッテリ32を接続できる。従って、メインバッテリ31があがったときに補助バッテリ32を接続する構成が簡素である。
According to the vehicle power supply circuit 2 according to the embodiment of the present invention described above, the
1 自動変速機、2 車両用電源回路、11 モータアクチュエータ(電気負荷)、31 メインバッテリ(第一のバッテリ)、32 補助バッテリ(第二のバッテリ)、33 リレー(接続切換手段)、34 オルタネータ、35 過充電防止機構、36 逆流防止用ダイオード(逆流防止手段)、37 逆流防止用ダイオード(逆流防止手段)、42 スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic transmission, 2 Vehicle power supply circuit, 11 Motor actuator (electric load), 31 Main battery (1st battery), 32 Auxiliary battery (2nd battery), 33 Relay (connection switching means), 34 Alternator, 35 Overcharge prevention mechanism, 36 Backflow prevention diode (backflow prevention means), 37 Backflow prevention diode (backflow prevention means), 42 switch
Claims (6)
第二のバッテリと、
前記第一のバッテリから前記電気負荷に流れる電流によって作動する接続切換手段であって、前記第一のバッテリから前記電気負荷に電流が流れると前記第二のバッテリと前記電気負荷との接続を遮断し、前記第一のバッテリから前記電気負荷に電流が流れなくなると前記第二のバッテリと前記電気負荷とを接続する接続切換手段と、
前記第二のバッテリから前記第一のバッテリへの電流の逆流を防止する逆流防止手段と、
を備えることを特徴とする車両用電源回路。 A first battery connected to an electrical load;
A second battery,
Connection switching means that is activated by a current flowing from the first battery to the electrical load, and disconnects the connection between the second battery and the electrical load when a current flows from the first battery to the electrical load. And connection switching means for connecting the second battery and the electric load when no current flows from the first battery to the electric load;
Backflow prevention means for preventing backflow of current from the second battery to the first battery;
A vehicle power supply circuit comprising:
前記第二のバッテリは前記第一のバッテリと並列に接続され、前記オルタネータにより発電された電力を蓄電することを特徴とする請求項1に記載の車両用電源回路。 The first battery stores the electric power generated by the alternator,
2. The vehicle power supply circuit according to claim 1, wherein the second battery is connected in parallel to the first battery and stores electric power generated by the alternator.
The vehicular power supply circuit according to any one of claims 1 to 5, wherein the electric load is an actuator of a shift-by-wire automatic transmission.
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