JP4544423B2 - Vehicle power supply - Google Patents

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本発明は、車両用電源装置に係り、詳しくは車両に備えられた電装品に安定した電力を供給する技術に関する。   The present invention relates to a vehicle power supply device, and more particularly to a technique for supplying stable electric power to electrical components provided in a vehicle.

近年、電装品として電動パワーステアリングや電動エアコン等の比較的負荷の大きな大電流アクチュエータを備えた車両が増加している。
従来より、車両用電源は、オルタネータで発電した電力をバッテリに充電しながら、上記大電流アクチュエータやその他の電装品への電力供給も行っていた。
しかし、このような構成では大電流アクチュエータを作動させると車両用電源に大きな電圧降下が生じ、電装品を作動させるのに必要な電圧を下回ってしまい、当該電装品の動作が不安定となるという問題があった。
In recent years, vehicles equipped with large current actuators with relatively large loads such as electric power steering and electric air conditioners are increasing as electrical components.
Conventionally, vehicle power supplies have also supplied power to the large current actuator and other electrical components while charging the battery with the power generated by the alternator.
However, in such a configuration, when a large current actuator is operated, a large voltage drop occurs in the power supply for the vehicle, and the voltage is lower than the voltage required to operate the electrical component, and the operation of the electrical component becomes unstable. There was a problem.

そこで、バッテリとオルタネータとの間にスイッチを設け、大電流アクチュエータ(例えば、電動パワーステアリング(EPS))をオルタネータ側に、その他の電装品をバッテリ側に接続させ、大電流アクチュエータが作動するとスイッチによりオルタネータとバッテリとの接続を切断させることで、大電流アクチュエータに必要な電力を確保するという技術が知られている(特許文献1参照)。
特開2003−137115号公報
Therefore, a switch is provided between the battery and the alternator, a large current actuator (for example, electric power steering (EPS)) is connected to the alternator side, and other electrical components are connected to the battery side. A technique for securing electric power necessary for a high-current actuator by disconnecting the alternator and the battery is known (see Patent Document 1).
JP 2003-137115 A

しかしながら、上記特許文献1に開示された技術のように、バッテリとオルタネータとの接続を切断すると、バッテリとオルタネータが接続状態にあったときにはバッテリにより緩和されていたオルタネータによる発電電力の電圧変動(リップル電圧)が緩和されなくなってしまい、当該オルタネータによる発電電力の電圧変動が増加してしまう。
このようにオルタネータの電圧変動が増加すると電源ノイズとなり、大電流アクチュエータの作動が不安定となったり、ラジオ等の受信の悪化や、ヘッドライトの瞬き等の問題が生じる。
However, when the connection between the battery and the alternator is disconnected as in the technique disclosed in Patent Document 1, voltage fluctuation (ripple ripple) of the generated power by the alternator that has been alleviated by the battery when the battery and the alternator are in a connected state. Voltage) is not relaxed, and the voltage fluctuation of the generated power by the alternator increases.
When the voltage variation of the alternator increases in this way, power noise occurs, causing problems such as unstable operation of the high-current actuator, deterioration of radio reception, blinking of the headlight, and the like.

また、オルタネータのみで大電流アクチュエータの電力供給を十分に行うためには、オルタネータの発電性能を向上させる必要があり、これはオルタネータの大型化を招くおそれがある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両に備えられた大電流アクチュエータやその他の電装品を安定して作動させることができ、且つオルタネータによる発電電力の電圧変動を緩和させ電源ノイズの発生を抑制させることができる車両用電源装置を提供することにある。
In addition, in order to sufficiently supply power to the high-current actuator only with the alternator, it is necessary to improve the power generation performance of the alternator, which may cause the alternator to be enlarged.
The present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is to stably operate a high-current actuator and other electrical components provided in a vehicle and to use an alternator. An object of the present invention is to provide a vehicular power supply device that can alleviate voltage fluctuations of generated power and suppress generation of power supply noise.

上記した目的を達成するために、請求項1の車両用電源装置では、第1の電気負荷に接続されたバッテリと、第2の電気負荷に接続されたオルタネータと、前記バッテリと前記オルタネータとの間に設けられ、該バッテリと該オルタネータとの間を流れる電流を調節可能な電流調節手段と、前記オルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動に応じて前記電流調節手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, in the vehicle power supply device according to claim 1, a battery connected to the first electric load, an alternator connected to the second electric load, and the battery and the alternator Current adjusting means provided between the battery and the alternator for adjusting a current flowing between the battery and the alternator; and a control means for controlling the current adjusting means in accordance with voltage fluctuation or current fluctuation of power generated by the alternator. It is characterized by having.

即ち、バッテリとオルタネータとの間に電流調節手段を設け、バッテリには第1の電気負荷を、オルタネータには第2の電気負荷を接続し、当該電流調節手段によるバッテリとオルタネータ間の電流の調節をオルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動に応じて制御する。
請求項2の車両用電源装置では、請求項1において、前記電流調節手段は、前記バッテリと前記オルタネータとの導通の接続と切断とを切替可能なスイッチング手段であり、前記制御手段は、前記オルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動を検出し、前記バッテリと前記オルタネータとの間を流れる電流が該電圧変動または該電流変動に同期して増減するよう前記スイッチング手段をパルス幅変調により制御することを特徴とする。
That is, a current adjusting means is provided between the battery and the alternator, a first electric load is connected to the battery, a second electric load is connected to the alternator, and the current adjusting means adjusts the current between the battery and the alternator. Is controlled according to the voltage fluctuation or current fluctuation of the power generated by the alternator.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the vehicle power supply device according to the first aspect, wherein the current adjusting means is switching means capable of switching between connection and disconnection between the battery and the alternator, and the control means includes the alternator. And detecting the voltage fluctuation or current fluctuation of the generated power by the control circuit, and controlling the switching means by pulse width modulation so that the current flowing between the battery and the alternator increases or decreases in synchronization with the voltage fluctuation or the current fluctuation. It is characterized by.

即ち、電流調節手段をバッテリとオルタネータとの導通の接続と切断とを切替可能なスイッチング手段で構成し、当該スイッチング手段によるバッテリとオルタネータ間の電流の調節をオルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動に同期させてパルス幅変調により制御する。
請求項3の車両用電源装置では、請求項2において、前記スイッチング手段は、半導体により構成された安定器であることを特徴とする。
That is, the current adjusting means is constituted by switching means capable of switching between connection and disconnection between the battery and the alternator, and the adjustment of the current between the battery and the alternator by the switching means adjusts the voltage fluctuation or current fluctuation of the generated power by the alternator. Control by pulse width modulation in synchronization with
According to a third aspect of the present invention, there is provided the vehicular power supply apparatus according to the second aspect, wherein the switching means is a ballast made of a semiconductor.

即ち、パルス幅変調を半導体を用いて実現する。
請求項4の車両用電源装置では、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記制御手段は、前記第1の電気負荷の作動開始時に前記電流調節手段を一旦電流遮断状態に制御し、該作動開始後に前記バッテリと前記オルタネータとの間の電流が前記オルタネータの電圧変動または電流変動に同期して増減するよう前記電流調節手段を制御することを特徴とする。
That is, pulse width modulation is realized using a semiconductor.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the vehicle power supply device according to any one of the first to third aspects, wherein the control means once controls the current adjusting means to a current cutoff state when the first electric load starts to operate. The current adjusting means is controlled so that a current between the battery and the alternator is increased or decreased in synchronization with a voltage fluctuation or a current fluctuation of the alternator after starting.

即ち、バッテリに接続されている第1の電気負荷が作動を開始した時には、まず電流調節手段(スイッチング手段)によりバッテリとオルタネータとの間を流れる電流を一旦遮断し、当該第1の電気負荷の作動開始後はオルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動に同期させて電流調節手段(スイッチング手段)を制御する。
請求項5の車両用電源装置では、請求項4において、前記第1の電気負荷は、前記第2の電気負荷よりも負荷が大きいことを特徴とする。
That is, when the first electric load connected to the battery starts operating, the current flowing between the battery and the alternator is first interrupted by the current adjusting means (switching means), and the first electric load After the start of operation, the current adjusting means (switching means) is controlled in synchronization with the voltage fluctuation or current fluctuation of the generated power by the alternator.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the vehicle power supply device according to the fourth aspect, wherein the first electric load is larger than the second electric load.

即ち、バッテリには比較的負荷の大きな第1の電気負荷が接続され、オルタネータには比較的電気負荷の小さい第2の電気負荷が接続される。   That is, a first electric load having a relatively large load is connected to the battery, and a second electric load having a relatively small electric load is connected to the alternator.

上記手段を用いる本発明の請求項1の車両用電源装置によれば、バッテリとオルタネータ間を流れる電流を電流調節手段によりオルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動に応じて制御することで、オルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動に合わせてオルタネータからバッテリへ流れる電流を調節できる。これにより、オルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動を緩和させ、電源ノイズの発生を防止することができる。   According to the vehicular power supply apparatus of the present invention using the above means, the current flowing between the battery and the alternator is controlled by the current adjusting means according to the voltage fluctuation or current fluctuation of the generated power by the alternator. The current flowing from the alternator to the battery can be adjusted in accordance with the voltage fluctuation or current fluctuation of the generated power due to. As a result, voltage fluctuation or current fluctuation of the generated power by the alternator can be mitigated, and generation of power supply noise can be prevented.

請求項2の車両用電源装置によれば、バッテリとオルタネータ間の導通の接続と切断をスイッチング手段によりオルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動に同期させてパルス幅変調により制御することで、電流調節手段をスイッチング手段を用いて簡単に構成しつつオルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動に合わせてオルタネータからバッテリへ流れる電流を増減させるようにできる。これにより、オルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動を緩和させ、電源ノイズの発生を防止することができる。   According to the vehicle power supply device of claim 2, the connection and disconnection between the battery and the alternator are controlled by the pulse width modulation in synchronization with the voltage fluctuation or current fluctuation of the generated power by the alternator by the switching means. The current flowing from the alternator to the battery can be increased or decreased in accordance with the voltage fluctuation or current fluctuation of the power generated by the alternator while simply configuring the adjusting means using the switching means. As a result, voltage fluctuation or current fluctuation of the generated power by the alternator can be mitigated, and generation of power supply noise can be prevented.

請求項3の車両用電源装置によれば、パルス幅変調を半導体により構成された安定器で行うことで、スイッチング手段を半導体を用いたアナログ回路で簡易に構成できるとともに、パルス幅変調を高速且つ適正に行うことができ、オルタネータからバッテリへ流れる電流をオルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動に合わせて適切に増減させるようにできる。   According to the vehicle power supply device of claim 3, by performing the pulse width modulation with a ballast constituted by a semiconductor, the switching means can be easily constituted by an analog circuit using a semiconductor, and the pulse width modulation can be performed at high speed. Therefore, the current flowing from the alternator to the battery can be appropriately increased or decreased in accordance with the voltage fluctuation or current fluctuation of the power generated by the alternator.

請求項4の車両用電源装置によれば、第1の電気負荷の作動開始時に電流調節手段(スイッチング手段)によりバッテリとオルタネータとの間を流れる電流を一旦遮断することで、オルタネータによる発電電力の電圧降下を防止して各電気負荷へ安定した電力供給を行うことができるとともに、第1の電気負荷の作動開始後はオルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動に同期させて電流調節手段(スイッチング手段)を制御することで、上記電流の遮断によりオルタネータ側に生じるオルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動を緩和させ、電源ノイズの発生を防止することができる。   According to the vehicle power supply device of the fourth aspect, the current flowing between the battery and the alternator is temporarily interrupted by the current adjusting means (switching means) at the start of the operation of the first electric load, so that the electric power generated by the alternator is reduced. A voltage drop can be prevented and stable electric power can be supplied to each electric load. After the operation of the first electric load is started, current adjusting means (switching) is synchronized with voltage fluctuation or current fluctuation of the generated power by the alternator. By controlling (means), it is possible to reduce the voltage fluctuation or current fluctuation of the generated power by the alternator generated on the alternator side by the interruption of the current, and to prevent the occurrence of power supply noise.

請求項5の車両用電源装置によれば、バッテリに比較的負荷の大きな第1の電気負荷が接続され、オルタネータに比較的電気負荷の小さい第2の電気負荷が接続されていると、第1の電気負荷の作動によってオルタネータによる発電電力の著しい電圧降下が生じるおそれがあるが、電流調節手段(スイッチング手段)によりバッテリとオルタネータとの間を流れる電流を一旦遮断することにより、当該電圧降下を防止して各電気負荷へ安定した電力供給を行うことができるとともに、第1の電気負荷の作動開始後にはオルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動に同期させて電流調節手段(スイッチング手段)を制御することにより、上記電流の遮断によりオルタネータ側に生じるオルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動を緩和させ、電源ノイズの発生を防止することができる。   According to the vehicle power supply device of the fifth aspect, when the first electric load having a relatively large load is connected to the battery and the second electric load having a relatively small electric load is connected to the alternator, Although there is a risk of a significant voltage drop in the power generated by the alternator due to the operation of the electrical load, the current drop between the battery and the alternator is temporarily interrupted by the current adjustment means (switching means) to prevent the voltage drop. Thus, stable electric power can be supplied to each electric load, and after the start of the operation of the first electric load, the current adjusting means (switching means) is controlled in synchronization with the voltage fluctuation or current fluctuation of the generated power by the alternator. As a result, voltage fluctuations or power generated by the alternator generated on the alternator side due to the interruption of the current To relax the change, it is possible to prevent the occurrence of power supply noise.

また、オルタネータ側には比較的小さな電気負荷が接続されることになるので、小型のオルタネータを使用することができる。   Further, since a relatively small electric load is connected to the alternator side, a small alternator can be used.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1を参照すると、本発明に係る車両用電源装置の概略構成図が示されている。
図1に示すように、車両に備えられた電動パワーステアリングや電動エアコン等の比較的負荷の大きな大電流アクチュエータ2(第1の電気負荷)がバッテリ4と接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of a vehicle power supply device according to the present invention.
As shown in FIG. 1, a large current actuator 2 (first electric load) having a relatively large load such as an electric power steering and an electric air conditioner provided in the vehicle is connected to a battery 4.

また、大電流アクチュエータ2以外の比較的負荷の小さな他の電装品6(第2の電気負荷)がオルタネータ8と接続されている。
そして、バッテリ4とオルタネータ8との間にはバラスト10(安定器、スイッチング手段、電流調節手段)が設けられており、バッテリ4とオルタネータ8とはバラスト10を介して接続されている。当該バラスト10は例えばMOS−FET等の半導体リレーであり、バッテリ4とオルタネータ8との間(以下、バッテリ−オルタネータ間という)の導通の切断(ON)と接続(OFF)の切り替えを行う。なお、MOS−FETは高速(およそ1ナノ秒間隔)で適正なON−OFFの切替を行うことが可能である。
In addition, another electrical component 6 (second electrical load) having a relatively small load other than the large current actuator 2 is connected to the alternator 8.
A ballast 10 (stabilizer, switching means, current adjusting means) is provided between the battery 4 and the alternator 8, and the battery 4 and the alternator 8 are connected via the ballast 10. The ballast 10 is a semiconductor relay such as a MOS-FET, for example, and switches between disconnection (ON) and connection (OFF) between the battery 4 and the alternator 8 (hereinafter referred to as “battery-alternator”). Note that the MOS-FET can perform appropriate ON-OFF switching at high speed (approximately every 1 nanosecond interval).

また、バッテリ−オルタネータ間にはバラスト10と並列に抵抗12が接続されており、当該抵抗12は、例えばバラスト10が故障しON−OFFの切り替えが行われなくなった場合でもバッテリ−オルタネータ間の導通が完全に切断されないようにするための故障保証の機能を有している。さらに、バラスト10がOFFの状態であっても、抵抗12を介してバッテリ−オルタネータ間に微小の電流が通電することによりオルタネータの電圧又は電流の変動の増加を若干緩和させることも可能である。   Further, a resistor 12 is connected in parallel with the ballast 10 between the battery and the alternator, and the resistor 12 is connected to the battery-alternator even when the ballast 10 fails and cannot be switched on and off. Has a function of guaranteeing a failure so that it is not completely disconnected. Further, even when the ballast 10 is in the OFF state, it is possible to slightly reduce the increase in the voltage or current fluctuation of the alternator by passing a small current between the battery and the alternator via the resistor 12.

そして、上記バラスト10はバラスト制御装置20(制御手段)と接続されている。当該バラスト制御装置20は、バラスト10のON−OFFの切替を制御する機能を有している。詳しくはバラスト制御装置20は、オルタネータ8により発電される発電電力のリップル電圧(電圧変動)を検出する検出部22、基準電圧を算出する基準電圧部24、検出部22において検出したリップル電圧を基準電圧に合わせてオフセットする調節部26、当該オフセットされた電圧パターンをバラスト駆動信号に合成してバラスト補正信号を算出する制御部28、及び、当該バラスト補正信号をバラスト10のON−OFFの切替制御信号に変換する変換部30から構成されている。即ち、バラスト制御装置20は、これら検出部22、基準電圧部24、調節部26、制御部28、変換部30によってアナログ回路で構成されている。   The ballast 10 is connected to a ballast controller 20 (control means). The ballast control device 20 has a function of controlling ON / OFF switching of the ballast 10. Specifically, the ballast control device 20 uses a detection unit 22 that detects a ripple voltage (voltage fluctuation) of the generated power generated by the alternator 8, a reference voltage unit 24 that calculates a reference voltage, and a ripple voltage detected by the detection unit 22 as a reference. An adjustment unit 26 that offsets according to the voltage, a control unit 28 that calculates the ballast correction signal by synthesizing the offset voltage pattern with the ballast drive signal, and ON / OFF switching control of the ballast 10 It is comprised from the conversion part 30 converted into a signal. That is, the ballast control device 20 includes an analog circuit including the detection unit 22, the reference voltage unit 24, the adjustment unit 26, the control unit 28, and the conversion unit 30.

さらに、車両には、各種装置を制御するECU40(電子コントロールユニット)が設けられている。当該ECU40はバラスト制御装置20の制御部28と接続されており、大電流アクチュエータ2が作動した際にバラスト駆動信号を送信する機能を有している。
以下、このように構成された本発明に係る車両用電源装置の作用について説明する。
図2を参照すると、大電流アクチュエータ2の作動時にバラスト制御装置20によって実行される制御ルーチンがフローチャートで示されており、また、図3乃至5を参照すると、バラストON時とバラストOFF時のオルタネータ電圧のリップル電圧パターン、バラスト補正信号パターン、バラスト補正信号に従ってバラスト10を制御した場合のリップル電圧パターンがそれぞれ示されている。以下図3乃至5を参照しながら図2のフローチャートに基づき説明する。
Further, the vehicle is provided with an ECU 40 (electronic control unit) that controls various devices. The ECU 40 is connected to the control unit 28 of the ballast control device 20 and has a function of transmitting a ballast drive signal when the large current actuator 2 is activated.
Hereinafter, the operation of the vehicle power supply device according to the present invention configured as described above will be described.
Referring to FIG. 2, the control routine executed by the ballast control device 20 when the large current actuator 2 is operated is shown in a flowchart. Also, referring to FIGS. 3 to 5, the alternator when the ballast is ON and when the ballast is OFF. The ripple voltage pattern when the ballast 10 is controlled according to the voltage ripple voltage pattern, the ballast correction signal pattern, and the ballast correction signal is shown. Hereinafter, description will be made based on the flowchart of FIG. 2 with reference to FIGS.

図2において、ステップS1では、制御部28がECU40からのバラスト駆動信号を受信しているか、即ち大電流アクチュエータ2が作動しているか否かを判別する。判別結果が偽(No)である場合は、当該判別を繰り返す。一方、当該判別結果が真(Yes)となった場合、即ち大電流アクチュエータ2が作動して制御部28がECU40からのバラスト駆動信号を受信した場合はステップS2に進む。   In FIG. 2, in step S <b> 1, it is determined whether or not the control unit 28 has received a ballast drive signal from the ECU 40, that is, whether or not the large current actuator 2 is operating. If the determination result is false (No), the determination is repeated. On the other hand, if the determination result is true (Yes), that is, if the large current actuator 2 is activated and the control unit 28 receives a ballast drive signal from the ECU 40, the process proceeds to step S2.

ステップS2では、ステップS1で受信したバラスト駆動信号に従いバラスト10をOFF(接続)状態からON(切断)状態に切り替える。
次のステップS3では、検出部22においてオルタネータ8による発電電圧を検出する。なお、このときバラスト10はON状態にありバッテリ4とオルタネータ8との導通は切断されていることから、オルタネータ8による発電電力のリップル電圧はバッテリ電流による緩和がなされず、図3に示すように、検出されるリップル電圧パターン(実線で示す)は、バラスト10がOFF状態にあるときのリップル電圧パターン(破線で示す)よりも増加した波形をなしている。
In step S2, the ballast 10 is switched from the OFF (connected) state to the ON (disconnected) state in accordance with the ballast drive signal received in step S1.
In the next step S <b> 3, the detection unit 22 detects the generated voltage by the alternator 8. At this time, since the ballast 10 is in the ON state and the continuity between the battery 4 and the alternator 8 is cut off, the ripple voltage of the power generated by the alternator 8 is not relaxed by the battery current, as shown in FIG. The detected ripple voltage pattern (shown by a solid line) has an increased waveform compared to the ripple voltage pattern (shown by a broken line) when the ballast 10 is in the OFF state.

そして、ステップS4では、調節部26において、上記検出部22において検出したオルタネータ8による発電電力のリップル電圧パターンを、基準電圧部24から受信される基準電圧に合わせてオフセットし、ステップS5に進む。
ステップS5では、制御部28において、ステップ4でオフセットしたリップル電圧パターン(以下オフセット電圧パターンという)とECU40から受信されるバラスト駆動信号とを合成することでバラスト補正信号を算出する。詳しくは図4に示すように、オフセット電圧パターンをバラスト駆動信号のON部上に合成することでバラスト補正信号を算出する。このように算出されたバラスト補正信号は、ON状態より若干OFF側に電圧が変動するようなものであり、バラスト駆動信号がON状態にある場合をデューティ率100%とすると、当該バラスト補正信号は平均デューティ率がおよそ90%のバラスト駆動信号であるといえる。
In step S4, the adjustment unit 26 offsets the ripple voltage pattern of the generated power by the alternator 8 detected by the detection unit 22 in accordance with the reference voltage received from the reference voltage unit 24, and the process proceeds to step S5.
In step S5, the control unit 28 calculates a ballast correction signal by combining the ripple voltage pattern offset in step 4 (hereinafter referred to as an offset voltage pattern) and the ballast drive signal received from the ECU 40. Specifically, as shown in FIG. 4, the ballast correction signal is calculated by synthesizing the offset voltage pattern on the ON portion of the ballast drive signal. The ballast correction signal calculated in this way is such that the voltage fluctuates slightly from the ON state to the OFF side. If the duty ratio is 100% when the ballast drive signal is in the ON state, the ballast correction signal is It can be said that this is a ballast drive signal having an average duty ratio of approximately 90%.

次のステップS6では、変換部30において、ステップS5で算出したバラスト補正信号をバラスト10により実行されるON−OFFの切替制御の信号に変換する。詳しくは、バラスト補正信号の波形を、ON状態である時間とOFF状態である時間との割合により制御する所謂PWM(パルス幅変調)制御の信号に変換する。
そして、ステップS7では、ステップS6で変換したバラスト補正信号をバラスト10に出力することで、バラスト補正信号に従ったバラスト10のON−OFFの切り替えが行なわれる。
In the next step S <b> 6, the conversion unit 30 converts the ballast correction signal calculated in step S <b> 5 into an ON / OFF switching control signal executed by the ballast 10. Specifically, the waveform of the ballast correction signal is converted into a so-called PWM (pulse width modulation) control signal that is controlled by the ratio of the time in the ON state and the time in the OFF state.
In step S7, the ballast correction signal converted in step S6 is output to the ballast 10, thereby switching the ballast 10 on and off according to the ballast correction signal.

このように、ステップS3からステップS6を経て算出されるバラスト補正信号に従いバラスト10が制御されることで、バラスト10を流れる電流は上記リップル電圧パターンと同期してバラスト補正信号に応じて変動することになる。これより、バッテリ−オルタネータ間の導通は平均デューティ率がおよそ90%の半切断状態となり、オルタネータ8による発電電力のリップル電圧パターンは、図5に示すようにオルタネータ8からバッテリ4に流れる電流の分だけ減少した波形となる。   As described above, the ballast 10 is controlled according to the ballast correction signal calculated from step S3 to step S6, so that the current flowing through the ballast 10 varies according to the ballast correction signal in synchronization with the ripple voltage pattern. become. Thus, the conduction between the battery and the alternator is in a half-cut state with an average duty ratio of about 90%, and the ripple voltage pattern of the generated power by the alternator 8 is the amount of current flowing from the alternator 8 to the battery 4 as shown in FIG. Only a reduced waveform is obtained.

また、次のステップS8では、再度バラスト駆動信号を受信しているかを判別する。つまり大電流アクチュエータ2が作動を続けているか否かを判別する。判別結果が真(Yes)である場合は、ステップS3に戻る。つまり、再びバラスト補正信号を算出していき、大電流アクチュエータ2の作動中は常にオルタネータ8のリップル電圧に応じた制御を行うこととなる。一方、判別結果が偽(No)である場合、即ち大電流アクチュエータ2が停止したならば当該ルーチンを抜ける。   In the next step S8, it is determined again whether the ballast drive signal is received. That is, it is determined whether or not the large current actuator 2 continues to operate. If the determination result is true (Yes), the process returns to step S3. That is, the ballast correction signal is calculated again, and control according to the ripple voltage of the alternator 8 is always performed while the large current actuator 2 is operating. On the other hand, if the determination result is false (No), that is, if the large current actuator 2 is stopped, the routine is exited.

以上説明したように、本発明に係る車両用電源装置では、バラスト制御装置20をアナログ回路で高い応答性を有して簡易に構成しながら、大電流アクチュエータ2が作動を開始したときは、まずバッテリ−オルタネータ間を流れる電流を遮断することで、オルタネータ8による発電電力の電圧降下を防止することができ、大電流アクチュエータ2及び他の電装品6へ安定した電力供給を行うことができる。そして、当該遮断により生じるオルタネータ8による発電電力のリップル電圧の増加についても、当該リップル電圧パターンに同期するようにバラスト駆動信号を補正し当該バラスト補正信号に従ってバラスト10を制御することにより当該リップル電圧に合わせてオルタネータからバッテリへ流れる電流を増減させるようにでき、当該リップル電圧を緩和させることができる。これにより、電源ノイズの発生を防止することができ、ラジオ等の受信の悪化や、ヘッドライトの瞬き等を確実に防止できる。   As described above, in the vehicular power supply device according to the present invention, when the large current actuator 2 starts operating while the ballast control device 20 is simply configured with an analog circuit with high responsiveness, By cutting off the current flowing between the battery and the alternator, it is possible to prevent a voltage drop of the generated power by the alternator 8 and to stably supply power to the large current actuator 2 and other electrical components 6. And also about the increase in the ripple voltage of the generated power by the alternator 8 caused by the interruption, the ballast drive signal is corrected so as to be synchronized with the ripple voltage pattern, and the ballast 10 is controlled according to the ballast correction signal. In addition, the current flowing from the alternator to the battery can be increased or decreased, and the ripple voltage can be reduced. Thereby, generation | occurrence | production of power supply noise can be prevented and the deterioration of reception of a radio etc., the blink of a headlight, etc. can be prevented reliably.

また、大電流アクチュエータ2はバッテリ4に接続され、オルタネータ8は比較的電気負荷の小さい他の電装品6と接続されていることで小型のオルタネータを使用することができる。
以上で本発明に係る車両用電源装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
The large current actuator 2 is connected to the battery 4, and the alternator 8 is connected to another electrical component 6 having a relatively small electrical load, so that a small alternator can be used.
Although the description of the embodiment of the vehicle power supply device according to the present invention has been completed above, the embodiment is not limited to the above embodiment.

例えば、上記実施形態では、バラスト10がMOS−FETで構成されることからバラスト制御装置20はオルタネータによる発電電力の電圧に基づいて制御を行っていたが、バラスト10を例えばトランジスタで構成し、電流に基づいて制御を行っても構わない。
また、バラスト10はバッテリ−オルタネータ間の導通の接続と切断の切り替えを行うことができればMOS−FETやトランジスタ以外の例えば他の半導体リレーを用いて構成してもよく、高速切替可能であれば単純なスイッチ装置等で構成しても構わない。
For example, in the above embodiment, since the ballast 10 is composed of a MOS-FET, the ballast control device 20 performs control based on the voltage of the power generated by the alternator. However, the ballast 10 is composed of, for example, a transistor, You may control based on.
Further, the ballast 10 may be configured by using, for example, other semiconductor relays other than the MOS-FET and the transistor as long as the connection between the battery and the alternator can be switched between connection and disconnection. It may be configured by a simple switch device or the like.

また、ここではバラスト10を用いるようにしたが、このようなON−OFF制御を行うものに限らず、バッテリ−オルタネータ間を流れる電流を制御できれば例えば可変抵抗器等を使用しても構わない。
また、上記実施形態ではバラスト制御装置20は、検出部22、基準電圧部24、調節部26、制御部28、変換部30から構成されているが、このような構成に限るものではない。
Although the ballast 10 is used here, the ballast 10 is not limited to such an ON-OFF control. For example, a variable resistor may be used as long as the current flowing between the battery and the alternator can be controlled.
Moreover, in the said embodiment, although the ballast control apparatus 20 is comprised from the detection part 22, the reference voltage part 24, the adjustment part 26, the control part 28, and the conversion part 30, it is not restricted to such a structure.

本発明に係る車両用電源装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a vehicle power supply device according to the present invention. 大電流アクチュエータの作動時に本発明に係る車両用電源装置におけるバラスト制御装置によって実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control routine performed by the ballast control apparatus in the power supply device for vehicles concerning the present invention at the time of operation of a large current actuator. バラストON時とバラストOFF時のオルタネータ電圧のリップル電圧パターンを示した図である。It is the figure which showed the ripple voltage pattern of the alternator voltage at the time of ballast ON and ballast OFF. バラスト補正信号を示した図である。It is the figure which showed the ballast correction signal. バラスト補正信号に従ってバラストを制御した場合のリップル電圧パターンを示した図である。It is the figure which showed the ripple voltage pattern at the time of controlling a ballast according to a ballast correction signal.

符号の説明Explanation of symbols

2 大電流アクチュエータ(第1の電気負荷)
4 バッテリ
6 オルタネータ
8 他の電装品(第2の電気負荷)
10 バラスト(安定器、スイッチング手段、電流調節手段)
20 バラスト制御装置(制御手段)
40 ECU
2 Large current actuator (first electrical load)
4 Battery 6 Alternator 8 Other electrical components (second electrical load)
10 Ballast (ballast, switching means, current adjustment means)
20 Ballast control device (control means)
40 ECU

Claims (5)

第1の電気負荷に接続されたバッテリと、
第2の電気負荷に接続されたオルタネータと、
前記バッテリと前記オルタネータとの間に設けられ、該バッテリと該オルタネータとの間を流れる電流を調節可能な電流調節手段と、
前記オルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動に応じて前記電流調節手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両用電源装置。
A battery connected to the first electrical load;
An alternator connected to a second electrical load;
A current adjusting means provided between the battery and the alternator, capable of adjusting a current flowing between the battery and the alternator;
Control means for controlling the current adjusting means in accordance with voltage fluctuation or current fluctuation of power generated by the alternator;
A vehicle power supply apparatus comprising:
前記電流調節手段は、前記バッテリと前記オルタネータとの導通の接続と切断とを切替可能なスイッチング手段であり、
前記制御手段は、前記オルタネータによる発電電力の電圧変動または電流変動を検出し、前記バッテリと前記オルタネータとの間を流れる電流が該電圧変動または該電流変動に同期して増減するよう前記スイッチング手段をパルス幅変調により制御することを特徴とする、請求項1記載の車両用電源装置。
The current adjusting means is a switching means capable of switching between connection and disconnection between the battery and the alternator,
The control means detects the voltage fluctuation or current fluctuation of the generated power by the alternator, and the switching means adjusts the current flowing between the battery and the alternator to increase or decrease in synchronization with the voltage fluctuation or the current fluctuation. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the vehicle power supply device is controlled by pulse width modulation.
前記スイッチング手段は、半導体により構成された安定器であることを特徴とする、請求項2記載の車両用電源装置。   The vehicular power supply device according to claim 2, wherein the switching means is a ballast made of a semiconductor. 前記制御手段は、前記第1の電気負荷の作動開始時に前記電流調節手段を一旦電流遮断状態に制御し、該作動開始後に前記バッテリと前記オルタネータとの間の電流が前記オルタネータの電圧変動または電流変動に同期して増減するよう前記電流調節手段を制御することを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか記載の車両用電源装置。   The control means controls the current adjusting means once in a current interruption state at the start of operation of the first electric load, and the current between the battery and the alternator after the start of the operation is a voltage fluctuation or current of the alternator. 4. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the current adjusting means is controlled to increase or decrease in synchronization with fluctuation. 前記第1の電気負荷は、前記第2の電気負荷よりも負荷が大きいことを特徴とする、請求項4記載の車両用電源装置。   5. The vehicle power supply device according to claim 4, wherein the first electric load is larger than the second electric load. 6.
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