JP4572774B2 - Vehicle power supply - Google Patents
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Description
この発明は、車両用電源装置に関し、より特定的には、信号待ち等での車両停止時にエンジンを一時的に自動停止させるアイドルストップ車両に搭載される車両用電源装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply device, and more particularly to a vehicle power supply device mounted on an idle stop vehicle that temporarily automatically stops an engine when the vehicle is stopped due to a signal or the like.
近年、燃料消費量の節減とエミッションの低減とを目的として、信号待ち等の車両停止時にエンジンを一時的に自動停止させるようにしたアイドルストップ車両が実用化されている。この種の車両では、車速・アクセル開度等の所定のアイドル判断情報に基づいて、車両が停止中と推測されるときにエンジンを自動停止させ、その後に運転者の発進意思を表わすエンジン始動条件が成立したときに、スタータによりエンジンを自動始動させて発進に備えている。 In recent years, for the purpose of reducing fuel consumption and emission, idle stop vehicles have been put into practical use in which the engine is automatically stopped temporarily when the vehicle is stopped, such as when waiting for a signal. In this type of vehicle, based on predetermined idle determination information such as vehicle speed and accelerator opening, the engine is automatically stopped when the vehicle is estimated to be stopped, and then an engine start condition that represents the driver's intention to start When is established, the engine is automatically started by a starter to prepare for starting.
ここで、エンジンを始動させるためのスタータは、一般に相当の電力を消費するため、特に停車および発進を頻繁に繰り返す市街地走行などでは、エンジンの始動頻度の増加とともに電源であるバッテリの消耗が甚だしくなる。 Here, since the starter for starting the engine generally consumes a considerable amount of electric power, especially in urban areas where the vehicle is frequently stopped and started, consumption of the battery serving as a power source increases as the engine starts more frequently. .
そして、バッテリの消耗によって、エンジンのクランキング時においてバッテリ電圧が一時的に大きく低下してしまうと、バッテリを電源として駆動する電気負荷へのバッテリ電圧が低下してしまう。たとえば、車両内の計器類の照明が一時的に暗くなり、車両の品質感を大きく損なうことになる。また、カーオーディオやカーナビゲーションシステムにおいては、内蔵するCPU(Central Processing Unit)がリセットされてしまうことによって、音の途切れ等が発生してしまうという不具合が生じるおそれがある。 If the battery voltage temporarily decreases significantly during engine cranking due to battery consumption, the battery voltage to the electrical load that drives the battery as a power source decreases. For example, the illumination of the instruments in the vehicle temporarily becomes dark, and the quality of the vehicle is greatly impaired. Further, in a car audio or car navigation system, there is a possibility that a sound interruption or the like may occur due to a reset of a built-in CPU (Central Processing Unit).
このような、電気負荷の種々の不具合を解消するために、たとえば特開2002−38984号公報は、アイドルストップ後のエンジン再始動時にバッテリ電圧が低下したとき、バッテリ電圧の電気負荷への供給を補償する電圧補償手段を備えるアイドルストップ車両を開示する。 In order to solve such various problems of the electric load, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-38984 discloses that the battery voltage is supplied to the electric load when the battery voltage is reduced when the engine is restarted after the idle stop. An idle stop vehicle comprising voltage compensation means for compensating is disclosed.
これによれば、アイドルストップによってエンジンが自動停止し、その後、エンジンがスタータにより再始動されるとき、バッテリ電圧が設定値以下に低下すると、電圧補償手段が作動してバッテリ電圧の電気負荷への供給を補償する。より詳細には、電圧補償手段は、昇圧回路を含む電圧補償回路と、電圧補償回路を制御する電圧補償コントローラとで構成される。そして、本構成において、電圧補償コントローラは、バッテリ電圧が設定値以下に低下すると、電気負荷に印加される電圧が電気負荷の最低作動電圧を上回るように電圧補償回路を制御する。これにより、電圧補償回路は、入力電圧としてのバッテリ電圧を昇圧し、その昇圧した出力電圧を電気負荷に供給する。
しかしながら、特許文献1によるアイドルストップ車両においては、電圧補償回路に内包されるスイッチなどの回路素子の故障、あるいは電圧補償コントローラの故障が生じたときには、昇圧動作を正常に行なうことが出来ず、電圧補償回路の出力電圧が一気に低下してしまう。結果として、電圧補償手段が電気負荷を駆動するための負荷駆動電圧の供給を補償できなくなるため、電気負荷の駆動状態が不安定となる。 However, in the idle stop vehicle according to Patent Document 1, when a failure of a circuit element such as a switch included in the voltage compensation circuit or a failure of the voltage compensation controller occurs, the boost operation cannot be performed normally, and the voltage The output voltage of the compensation circuit will drop at once. As a result, the voltage compensation means cannot compensate the supply of the load driving voltage for driving the electric load, and the driving state of the electric load becomes unstable.
しかしながら、従来のアイドルストップ車両では、エンジンを再始動させるのに先行して電圧補償手段の故障を診断する手段を有しないため、電圧補償手段の故障については、実際にエンジンを再始動させることによって始めて検出されるのが現状である。 However, since the conventional idle stop vehicle does not have a means for diagnosing the failure of the voltage compensation means prior to restarting the engine, the failure of the voltage compensation means can be performed by actually restarting the engine. This is the first time it is detected.
この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、確実に電気負荷を駆動可能な車両用電源装置を提供することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle power supply device that can reliably drive an electric load.
この発明によれば、車両用電源装置は、エンジン始動用モータに電源電圧を供給する電源と、電源から電源電圧の供給を受け、その受けた電源電圧から電気負荷を駆動するための負荷駆動電圧を生成し、その生成した負荷駆動電圧を電気負荷に供給する電圧供給回路と、電源電圧が所定の範囲である場合に、電源電圧を昇圧した昇圧電圧を負荷駆動電圧として供給するように電圧供給回路を制御する制御回路と、車両の状態に応じて、エンジンの停止およびエンジン始動用モータによるエンジンの再始動を自動制御するエンジン自動停止制御回路とを備える。制御回路は、電圧供給回路における昇圧動作が正常に実行可能であるか否かを確認する動作確認手段を含む。エンジン自動停止制御回路は、昇圧動作が正常に実行可能であると判断されたことに応じて、エンジンの再始動の自動制御を実行する。 According to the present invention, a vehicle power supply device includes a power supply that supplies a power supply voltage to an engine starting motor, and a load drive voltage that is supplied with the power supply voltage from the power supply and drives an electric load from the received power supply voltage. And a voltage supply circuit that supplies the generated load drive voltage to the electric load, and supplies a boosted voltage obtained by boosting the power supply voltage as the load drive voltage when the power supply voltage is within a predetermined range. A control circuit for controlling the circuit, and an engine automatic stop control circuit for automatically controlling engine stop and engine restart by the engine start motor according to the state of the vehicle. The control circuit includes an operation confirmation unit that confirms whether or not the voltage boosting operation in the voltage supply circuit can be normally executed. The engine automatic stop control circuit executes automatic control for restarting the engine in response to determining that the boosting operation can be normally performed.
好ましくは、エンジン自動停止制御回路は、昇圧動作が正常に実行できないと判断されたことに応じて、エンジンの停止および再始動の自動制御を禁止する。 Preferably, the engine automatic stop control circuit prohibits automatic control for stopping and restarting the engine when it is determined that the boosting operation cannot be normally performed.
上記の車両用電源装置によれば、電圧供給回路の正常が確認されたことに応じてエンジンが自動始動されることから、エンジンを再始動させても電気負荷の駆動が確実に維持することができる。 According to the above vehicle power supply device, since the engine is automatically started in response to the confirmation of the normality of the voltage supply circuit, the drive of the electric load can be reliably maintained even when the engine is restarted. it can.
好ましくは、電圧供給回路は、電源電圧を所定電圧だけ降圧させた負荷駆動電圧を生成する降圧手段を含む。制御回路は、所定電圧を補償するように電圧供給回路に昇圧動作を実行させる。動作確認手段は、電源電圧と負荷駆動電圧との電圧差が所定値以下であることに基づいて、昇圧動作が正常に実行可能であると判断する。 Preferably, the voltage supply circuit includes step-down means for generating a load drive voltage obtained by stepping down the power supply voltage by a predetermined voltage. The control circuit causes the voltage supply circuit to perform a boost operation so as to compensate for the predetermined voltage. The operation confirmation unit determines that the boosting operation can be normally performed based on the voltage difference between the power supply voltage and the load drive voltage being equal to or less than a predetermined value.
上記の車両用電源装置によれば、昇圧動作が正常に実行可能であるか否かを、内包される昇圧回路に実際の昇圧動作と同じ動作をさせて判断することから、電圧供給回路の正常を正確に確認することができ、車両用電源装置の高信頼化を図ることができる。 According to the vehicle power supply device described above, whether or not the boosting operation can be normally performed is determined by causing the included booster circuit to perform the same operation as the actual boosting operation. Can be accurately confirmed, and the reliability of the vehicle power supply device can be improved.
好ましくは、降圧手段は、生成される負荷駆動電圧が電気負荷の動作電圧下限値を下回らないように、所定電圧を設定する。 Preferably, the step-down means sets the predetermined voltage so that the generated load drive voltage does not fall below the lower limit of the operating voltage of the electric load.
上記の車両用電源装置によれば、電圧供給回路の動作確認の実行中においても、電気負荷を安定して駆動させ続けることができる。 According to the above-described vehicle power supply device, the electric load can be stably driven even while the operation of the voltage supply circuit is being confirmed.
好ましくは、降圧手段は、電源電圧を検出する第1の電圧検出回路と、負荷駆動電圧を検出する第2の電圧検出回路との間に接続され、動作確認手段の指示に応答して、電源電圧を所定電圧だけ降圧させた負荷駆動電圧を生成する。 Preferably, the step-down means is connected between a first voltage detection circuit for detecting a power supply voltage and a second voltage detection circuit for detecting a load drive voltage, and in response to an instruction from the operation confirmation means, A load driving voltage is generated by reducing the voltage by a predetermined voltage.
上記の車両用電源装置によれば、動作確認手段は、昇圧回路に実際の昇圧動作と同じ動作をさせることができる。 According to the above-described vehicle power supply device, the operation confirmation unit can cause the booster circuit to perform the same operation as the actual boosting operation.
好ましくは、降圧手段は、電圧供給回路に内包され、かつ、第1の電圧検出回路側に陽極が接続され、第2の電圧検出回路側に陰極が接続されたダイオード素子を含む。ダイオード素子は、動作確認手段の指示に応答して、電源電圧を順方向電圧だけ降圧させた負荷駆動電圧を生成する。 Preferably, the voltage step-down means includes a diode element included in the voltage supply circuit and having an anode connected to the first voltage detection circuit side and a cathode connected to the second voltage detection circuit side. The diode element generates a load drive voltage obtained by stepping down the power supply voltage by a forward voltage in response to an instruction from the operation confirmation unit.
上記の車両用電源装置によれば、動作確認のための新たな装置の追加を必要としないことから、簡易かつ低コストな装置構成で電圧供給回路の動作確認を行なうことができる。また、ダイオード素子の順方向電圧は電源電圧に対して十分に小さいことから、動作確認手段の実行中においても、電気負荷を安定して駆動することができる。 According to the above-described vehicle power supply device, it is not necessary to add a new device for confirming the operation. Therefore, the operation of the voltage supply circuit can be confirmed with a simple and low-cost device configuration. In addition, since the forward voltage of the diode element is sufficiently small with respect to the power supply voltage, the electric load can be driven stably even while the operation check means is being executed.
好ましくは、降圧手段は、電圧供給回路の出力端子と第2の電圧検出回路との間に直列に接続された電界効果型トランジスタを含む。電界効果型トランジスタは、動作確認手段の指示するゲート電位に応答して線形領域で動作する。 Preferably, the step-down means includes a field effect transistor connected in series between the output terminal of the voltage supply circuit and the second voltage detection circuit. The field effect transistor operates in a linear region in response to the gate potential indicated by the operation confirmation means.
上記の車両用電源装置によれば、電界効果型トランジスタを線形領域で動作させることにより、容易に電源電圧を降圧させることができる。 According to the above-described vehicle power supply device, the power supply voltage can be easily lowered by operating the field effect transistor in the linear region.
好ましくは、電界効果型トランジスタは、電圧供給回路の出力端子と予め選択された所定の電気負荷との間に直列に接続されたスイッチ素子を構成する。制御回路は、電源電圧が所定の範囲を下回ったことに応じて、スイッチ素子を非導通とし、所定の電気負荷へ負荷駆動電圧の供給を遮断する。 Preferably, the field effect transistor constitutes a switch element connected in series between the output terminal of the voltage supply circuit and a predetermined electrical load selected in advance. The control circuit makes the switch element nonconductive in response to the power supply voltage falling below a predetermined range, and cuts off the supply of the load drive voltage to the predetermined electric load.
上記の車両用電源装置によれば、アイドルストップ車両の運行を確保するために設けたスイッチング素子を降圧手段として用いることにより、簡易かつ低コストな装置構成で電圧供給回路の動作確認を行なうことができる。 According to the above-described vehicle power supply device, the operation of the voltage supply circuit can be confirmed with a simple and low-cost device configuration by using the switching element provided for ensuring the operation of the idle stop vehicle as the step-down means. it can.
好ましくは、動作確認手段は、エンジンが停止されたことに応じて、電圧供給回路における昇圧動作が正常に実行可能であるか否かを確認する。 Preferably, the operation confirmation unit confirms whether or not the voltage boosting operation in the voltage supply circuit can be normally executed in response to the engine being stopped.
好ましくは、動作確認手段は、エンジンの停止条件が成立したことに応じて、電圧供給回路における昇圧動作が正常に実行可能であるか否かを確認する。 Preferably, the operation confirming unit confirms whether or not the boosting operation in the voltage supply circuit can be normally executed in response to the engine stop condition being satisfied.
好ましくは、動作確認手段は、予め設定された所定の期間おきに、電圧供給回路における昇圧動作が正常に実行可能であるか否かを確認する。 Preferably, the operation confirming unit confirms whether or not the voltage boosting operation in the voltage supply circuit can be normally performed at predetermined time intervals.
上記の車両用電源装置によれば、アイドルストップ後のエンジンを再始動させるタイミングに先行して、電圧供給装置の動作確認を行なうことができる。 According to the above vehicle power supply device, the operation of the voltage supply device can be confirmed prior to the timing of restarting the engine after the idle stop.
この発明によれば、駆動電圧供給装置の正常が確認されたことに応じてエンジンが自動始動されることから、エンジンを再始動させても電気負荷の駆動が確実に維持することができる。 According to the present invention, since the engine is automatically started in response to the confirmation of the normality of the drive voltage supply device, the electric load can be reliably maintained even when the engine is restarted.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1における自動車に搭載される車両用電源装置の概略ブロック図である。
[Embodiment 1]
1 is a schematic block diagram of a vehicle power supply device mounted on an automobile according to Embodiment 1 of the present invention.
図1を参照して、車両用電源装置100は、直流電源Bと、駆動電圧供給装置10と、オルタネータ20と、スタータ30と、電気負荷40と、アイドルストップECU50と、EFI(Electronic Fuel Injection)制御ユニット60と、LED(Light-Emitting Diode)70とを備える。
Referring to FIG. 1, a vehicle
駆動電圧供給装置10、オルタネータ20、スタータ30およびEFI制御ユニット60は、直流電源Bの電源ライン9に接続される。電気負荷40は、駆動電圧供給装置10に接続される。
The drive
直流電源Bは、例えば鉛バッテリからなる。駆動電圧供給装置10は、直流電源Bの電源ライン9から電源電圧VBを受け、その受けた電源電圧VBに基づいて負荷駆動電圧VDLを生成する。そして、その生成した負荷駆動電圧VDLを電気負荷40へ供給する。すなわち、図1において、電源電圧VBが駆動電圧供給装置10の入力電圧VINに相当し、負荷駆動電圧VDLは駆動電圧供給装置10の出力電圧VOUTに相当する。
The DC power source B is made of, for example, a lead battery. Drive
オルタネータ20は、直流電源Bから電源電圧VBを受け、その受けた電源電圧VBを内蔵されたロータに供給して磁界を発生させる。そして、オルタネータ20は、図示しないエンジンからの動力を受け、その受けた動力によってロータを回転させ、ロータの周囲に設けられたステータに交流電力を誘起する。さらに、オルタネータ20は、内蔵したダイオードによって、誘起した交流電力を整流して直流電力に変換し、その変換した直流電力を直流電源Bへ供給して直流電源Bを充電する。
スタータ30は、直流電源Bから電源電圧VBを受け、その受けた電源電圧VBによって駆動される。そして、スタータ30は、アイドルストップECU50からの制御に従って、エンジンを起動する。
EFI制御ユニット60は、エンジンに対する燃料供給の制御を行なう。
電気負荷40は、共に駆動電圧供給装置10の出力に接続されるオーディオ/ナビゲーション44と、メータ46とを含む。
The
The
オーディオ/ナビゲーション44は、駆動電圧供給装置10から負荷駆動電圧VDLを受け、その受けた負荷駆動電圧VDLによって駆動される。これにより、運転者は、音楽を楽しみ、ナビゲーションシステムを実行させることができる。
The audio /
メータ46は、駆動電圧供給装置10から負荷駆動電圧VDLを受けて駆動される。
アイドルストップECU50は、エンジン停止条件が成立したと判断されると、エンジンの停止を制御するための信号ESTを生成し、その生成した信号ESTをEFI制御ユニット60へ出力する。さらに、アイドルストップECU50は、エンジンが停止したことを示す停止信号STOPを生成し、その生成した停止信号STOPを駆動電圧供給装置10へ出力する。
The
When it is determined that the engine stop condition is satisfied, the
駆動電圧供給装置10は、アイドルストップECU50から停止信号STOPを受けると、後述する方法に従って、昇圧動作が正常に行なわれているか否かについての動作確認を行なう。このとき、昇圧動作が異常と判断されると、駆動電圧供給装置10は、昇圧動作の異常を運転者に報知するための警告信号WARNを生成し、その生成した警告信号WARNをアイドルストップECU50へ出力する。アイドルストップECU50は、警告信号WARNに応答してLED70を点灯させる。なお、運転者への報知は他の方法によって行なわれても良い。
When drive
また、アイドルストップECU50は、エンジン停止後に、エンジンの再始動条件が成立したと判断されると、エンジンの再始動を制御するための信号STARを生成し、その生成した信号STARをスタータ30へ出力する。これにより、スタータ30は、エンジンを再始動する。
When it is determined that the engine restart condition is satisfied after the engine is stopped, the
なお、アイドルストップ車両のエンジン停止条件は、たとえば、直流電源Bの残容量が所定値以上であること、車両が一定距離を走行したことを示す車速履歴があること、および車両が登坂を走行している場合、その登坂が所定の角度以内の登坂であること、を確認することである。また、アイドルストップ後のエンジンの再始動条件は、たとえば、ブレーキペダルがオフされていること、およびアクセルがオンされていること、を確認することである。ただし、エンジン停止条件およびエンジン再始動条件は、上述した条件に限らず、随時、公知の条件が追加されても良い。 The engine stop condition of the idle stop vehicle is, for example, that the remaining capacity of the DC power supply B is a predetermined value or more, that there is a vehicle speed history indicating that the vehicle has traveled a certain distance, and that the vehicle travels uphill. If it is, it is to confirm that the climb is a climb within a predetermined angle. The engine restart condition after the idle stop is, for example, confirming that the brake pedal is turned off and that the accelerator is turned on. However, the engine stop condition and the engine restart condition are not limited to the above-described conditions, and known conditions may be added as needed.
このように、駆動電圧供給装置10は、発電機であるオルタネータ20、および大電力負荷であるスタータ30に電気的に接続された直流電源Bから電源電圧VBを受ける。
In this way, the drive
図2は、図1における駆動電圧供給装置10の構成を説明するためのブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of the drive
図2を参照して、駆動電圧供給装置10は、昇圧回路110と、スイッチ駆動回路12,14と、電圧検出回路16,18と、制御回路120とを含む。
Referring to FIG. 2, drive
昇圧回路110は、コンデンサC1,C2と、コイルL1と、MOSトランジスタQ1,Q2と、ダイオードD1,D2とを含む。
コンデンサC1は、直流電源Bの電源ライン9と接地ラインとの間に接続される。コイルL1の一方端は電源ライン9に接続され、他方端はMOSトランジスタQ1とMOSトランジスタQ2との中間点、すなわち、MOSトランジスタQ1のドレインとMOSトランジスタQ2のソースとの間に接続される。そして、MOSトランジスタQ1のソースは接地ラインに接続され、MOSトランジスタQ2のコレクタは電源ライン9に接続される。また、各MOSトランジスタQ1,Q2のドレイン−ソース間には、ソース側からドレイン側へ電流を流すダイオードD1,D2が接続される。なお、MOSトランジスタQ1,Q2は、この発明によるスイッチ素子を構成する。スイッチ素子は、MOSトランジスタ以外の電界効果型トランジスタもしくは接合型トランジスタなどで構成しても良い。 Capacitor C1 is connected between power supply line 9 of DC power supply B and the ground line. One end of the coil L1 is connected to the power supply line 9, and the other end is connected to an intermediate point between the MOS transistor Q1 and the MOS transistor Q2, that is, between the drain of the MOS transistor Q1 and the source of the MOS transistor Q2. The source of the MOS transistor Q1 is connected to the ground line, and the collector of the MOS transistor Q2 is connected to the power supply line 9. Also, diodes D1 and D2 that flow current from the source side to the drain side are connected between the drain and source of the MOS transistors Q1 and Q2. MOS transistors Q1 and Q2 constitute a switching element according to the present invention. The switch element may be composed of a field effect transistor or a junction transistor other than the MOS transistor.
昇圧回路110は、直流電源BからコンデンサC1を介して供給された電源電圧VB(入力電圧VINに相当)を昇圧し、その昇圧した出力電圧VOUTを図示しない電気負荷40に供給する。
The
より具体的には、コンデンサC1は、直流電源Bから供給された電源電圧VBを平滑化し、その平滑化した電源電圧VBを、コイルL1を介してMOSトランジスタQ1とMOSトランジスタQ2との中間点に供給する。 More specifically, the capacitor C1 smoothes the power supply voltage VB supplied from the DC power supply B, and applies the smoothed power supply voltage VB to the intermediate point between the MOS transistor Q1 and the MOS transistor Q2 via the coil L1. Supply.
MOSトランジスタQ1,Q2は、ゲートにスイッチ駆動回路12,14がそれぞれ接続される。スイッチ駆動回路12,14は、制御回路120からMOSトランジスタQ1,Q2をスイッチング制御するための信号PWM1,PWM2をそれぞれ受ける。そして、スイッチ駆動回路12,14は、MOSトランジスタQ1,Q2が、信号PWM1,PWM2に従ってそれぞれオン/オフされるように、対応するトランジスタのゲート電位を制御する。これにより、入力電圧VINは、信号PWM1によってMOSトランジスタQ1がオンされた期間に応じて昇圧されてコンデンサC2に供給される。
MOS transistors Q1 and Q2 have
コンデンサC2は、昇圧された入力電圧VINを平滑化し、その平滑化した入力電圧VINを出力電圧VOUTとして電気負荷40へ供給する。
The capacitor C2 smoothes the boosted input voltage VIN and supplies the smoothed input voltage VIN to the
電圧検出回路16は、駆動電圧供給装置10の入力電圧VIN(昇圧回路110の入力電圧に相当)を検出し、その検出した入力電圧VINを制御回路120へ出力する。電圧検出回路18は、駆動電圧供給装置10の出力電圧VOUT(昇圧回路110の出力電圧に相当)を検出し、その検出した出力電圧VOUTを制御回路120へ出力する。
The
制御回路120は、電圧検出回路16から入力電圧VINを受け、電圧検出回路18から出力電圧VOUTを受ける。そして、制御回路120は、入力電圧VIN,出力電圧VOUTに基づいて、後述する方法によりMOSトランジスタQ1,Q2をスイッチング制御するための信号PWM1,PWM2を生成してスイッチ駆動回路12,14へそれぞれ出力する。
さらに、制御回路120は、アイドルストップECU50からエンジンが停止したことを示す停止信号STOPを受ける。そして、制御回路120は、停止信号STOPに応答して、後述する方法により昇圧回路110における昇圧動作の正常を確認する。このとき、昇圧動作が異常と判断されると、制御回路120は、警告信号WARNを生成してアイドルストップECU50へ出力する。
Furthermore, the
図3は、図2における制御回路120の機能ブロック図である。
図3を参照して、制御回路120は、スイッチング制御部122と、動作確認部124とを含む。
FIG. 3 is a functional block diagram of the
Referring to FIG. 3,
スイッチング制御部122は、入力電圧VINおよび出力電圧VOUTに基づいて信号PWM1,PWM2を生成してスイッチ駆動回路12,14へそれぞれ出力する。
The switching
より具体的には、スイッチング制御部122は、入力電圧VINとしての電源電圧VBと、負荷駆動電圧VDLを基に予め設定された電圧VIN1,VIN2との大小関係に基づいて、MOSトランジスタQ2のオンデューティD_ON_2を演算する。なお、電圧VIN2は、通常動作時における直流電源Bの電源電圧VB(たとえば12V)程度に設定される。また、電圧VIN1は、電気負荷40の正常動作が保証される負荷駆動電圧VDLの限界値(以下、動作電圧下限値とも称する。たとえば8V)を下回る程度(たとえば6〜7V)に設定される。
More specifically, the switching
たとえば、入力電圧VINが電圧VIN2を上回るときには、スイッチング制御部122は、出力電圧VOUTの目標値、すなわち昇圧回路110の電圧指令値Vdc_comを入力電圧VINと同電圧に設定する。そして、スイッチング制御部122は、入力電圧VINと電圧指令値Vdc_comとに基づいて、MOSトランジスタQ2のオンデューティD_ON_2を式(1)により演算する。
For example, when the input voltage VIN exceeds the voltage VIN2, the switching
D_ON_2=VIN/Vdc_com・・・(1)
このとき、電圧指令値Vdc_comが入力電圧VINに等しいことから、オンデューティD_ON_2は100%となる。また、MOSトランジスタQ1のオンデューティD_ON_1(=1−D_ON_2)は0%となる。したがって、スイッチング制御部122は、MOSトランジスタQ2をオンし続け、かつMOSトランジスタQ1をオフし続けるための信号PWM1,PWM2を生成し、その生成した信号PWM1,PWM2をスイッチ駆動回路12,14へそれぞれ出力する。これにより、昇圧回路110は、昇圧動作を行なわず、入力電圧VINを略そのまま出力電圧VOUTとして出力する。
D_ON_2 = VIN / Vdc_com (1)
At this time, since the voltage command value Vdc_com is equal to the input voltage VIN, the on-duty D_ON_2 is 100%. Further, the ON duty D_ON_1 (= 1−D_ON_2) of the MOS transistor Q1 is 0%. Therefore, the switching
一方、入力電圧VINが電圧VIN1から電圧VIN2の範囲内にあるときには、スイッチング制御部122は、電圧指令値Vdc_comを一定電圧Vcに設定する。このときの一定電圧Vcは、通常動作時における直流電源Bの電源電圧VB(たとえば12V)程度に設定される。そして、スイッチング制御部122は、式(1)によりMOSトランジスタQ2のオンデューティD_ON_2を演算し、これとMOSトランジスタQ2のオンデューティD_ON_1との比であるデューティ比を演算する。そして、スイッチング制御部122は、演算されたデューティ比に基づいてMOSトランジスタQ1,Q2をオン/オフするための信号PWM1,PWM2を生成し、その生成した信号PWM1,PWM2をスイッチ駆動回路12,14へそれぞれ出力する。
On the other hand, when the input voltage VIN is within the range from the voltage VIN1 to the voltage VIN2, the switching
さらに、スイッチング制御部122は、電圧検出回路18から出力電圧VOUTを受けると、電圧指令値Vdc_comと出力電圧VOUTとの偏差Vdc_com−VOUTを演算し、その演算した偏差Vdc_com−VOUTが零となるようにデューティ比を演算する。このように、スイッチング制御部122は、入力電圧VINと出力電圧VOUTを用いてフィードバック制御を行なう。
Further, when the switching
また、入力電圧VINが電圧VIN1を下回るときには、スイッチング制御部122は、電圧指令値Vdc_comを入力電圧VINと同電圧に設定する。そして、スイッチング制御部122は、MOSトランジスタQ2をオンし続け、かつMOSトランジスタQ1をオフし続けるための信号PWM1,PWM2を生成し、その生成した信号PWM1,PWM2をスイッチ駆動回路12,14へそれぞれ出力する。これにより、昇圧回路110は、昇圧動作を行なわず、入力電圧VINを略そのまま出力電圧VOUTとして出力する。
When the input voltage VIN is lower than the voltage VIN1, the switching
図4は、駆動電圧供給装置10の正常動作時の入出力特性を概略的に説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for schematically explaining input / output characteristics of the drive
駆動電圧供給装置10は、正常動作時、上述したように、直流電源Bからの電源電圧VBを入力電圧VINとして受け、その受けた入力電圧VINに基づいて負荷駆動電圧VDLを生成し、その生成した負荷駆動電圧VDLを、出力電圧VOUTとして電気負荷40へ供給する。
During normal operation, the drive
このとき、入力電圧VINとしての電源電圧VBが、電圧VIN2から電圧VIN1へ低下したときには、昇圧回路110は、その低下した電源電圧VBを昇圧して一定電圧Vcを出力電圧VOUTとして生成する。
At this time, when the power supply voltage VB as the input voltage VIN decreases from the voltage VIN2 to the voltage VIN1, the
すなわち、昇圧回路110は、入力電圧VINとしての電源電圧VBが0Vから電圧VIN1の範囲である場合、および電圧VIN2以上である場合、入力電圧VINをそのまま出力電圧VOUTとして出力し、入力電圧VINが電圧VIN1〜VIN2の範囲である場合、入力電圧VINを昇圧し、その昇圧した出力電圧Vcを出力する。これにより、エンジンの再始動時に電源電圧VBがたとえば12Vから6Vに低下したときであっても、一定電圧Vcに昇圧された出力電圧VOUTが電気負荷40に供給されることから、電気負荷40は、負荷駆動電圧VDLの供給が補償されて駆動し続けることができる。
That is, the
しかしながら、昇圧回路110、スイッチ駆動回路12,14および電圧検出回路16,18の少なくとも1つが故障したことに起因して昇圧回路110の昇圧動作が正常に行なわれないときには、エンジンを再始動させたことによって電源電圧VBが著しく低下しても、駆動電圧供給装置10は、負荷駆動電圧VDLの供給を補償することができない。したがって、電気負荷40は正常に駆動し続けることが困難となる。
However, when the boosting operation of the
たとえばオーディオ/ナビゲーション44においては、内蔵するCPUがリセットされることによって音の途切れ等が発生する。また、メータ46においては、表示部の照明が一時的に暗くなってしまう。
For example, in the audio /
そこで、このような電気負荷40の不具合を回避する手段として、この発明による車両用電源装置100は、アイドルストップ後のエンジンの再始動させるタイミングに先行して、駆動電圧供給装置10の昇圧動作が正常であることを確認する動作確認手段を具備することを特徴とする。そして、車両用電源装置100は、動作確認手段により昇圧動作の正常が確認されたことに応じて、アイドルストップ制御を継続することとする。これによれば、エンジンを再始動させても電気負荷40の駆動が確実に維持される。
Therefore, as a means for avoiding such a problem of the
詳細には、図3の制御回路120を参照して、動作確認部124は、エンジンが停止したことに応じてアイドルストップECU50から停止信号STOPを受けると、昇圧動作の動作確認を実行するための信号OPを生成して、その生成した信号OPをスイッチング制御部122へ出力する。
Specifically, referring to control
スイッチング制御部122は、動作確認部124からの信号OPを受けると、以下に示す手順に従って昇圧回路110に昇圧動作を実行させる。
When the switching
具体的には、最初に、スイッチング制御部122は、MOSトランジスタQ1,Q2をオフするための信号PWM1,PWM2を生成して、その生成した信号PWM1,PWM2をスイッチ駆動回路12,14へ出力する。これにより、電源ライン9では、MOSトランジスタQ2がオフされたことに応じて、ダイオードD2に順方向電流が流れることから、入力電圧VINと出力電圧VOUTとの間には、ダイオードD2の順方向電圧Vfに相当する電圧分の降下が生じる。すなわち、ダイオードD2は、この発明による「降圧手段」を構成し、出力電圧VOUTを、入力電圧VINよりもダイオードD2の順方向電圧Vfだけ低い電圧とする。そして、電圧検出回路16,18は、このときの入力電圧VINおよび出力電圧VOUTを検出してスイッチング制御部122へそれぞれ出力する。
Specifically, first, the switching
なお、ダイオードD2の順方向電圧Vfは通常、0.6V程度であることから、降圧手段による出力電圧VOUTは、12−0.6=11.4V程度となる。この電圧レベルは、上述した電気負荷40の動作電圧下限値(たとえば8V)を十分に上回ることから、電気負荷40の駆動に影響を及ぼすことがない。したがって、この発明によれば、動作確認手段を実行することによっても、電気負荷40を確実に駆動させ続けることができる。
Since the forward voltage Vf of the diode D2 is normally about 0.6V, the output voltage VOUT by the step-down means is about 12−0.6 = 11.4V. Since this voltage level sufficiently exceeds the operating voltage lower limit value (for example, 8 V) of the
次に、スイッチング制御部122は、電圧検出回路16,18から入力電圧VINおよび出力電圧VOUTを受けると、上述した電圧降下分を補償するための信号PWM1,PWM2を生成する。具体的には、スイッチング制御部122は、電圧指令値Vdc_comを入力電圧VINと同電圧に設定し、その設定した電圧指令値Vdc_com(すなわち、入力電圧VIN)と出力電圧VOUTとの偏差Vdc_com−VOUT(=VIN−VOUT)が零となるようにデューティ比を演算する。そして、スイッチング制御部122は、演算されたデューティ比に基づいて信号PWM1,PWM2を生成し、その生成した信号PWM1,PWM2をスイッチ駆動回路12,14へそれぞれ出力する。
Next, when the switching
このようにスイッチング制御部122が入力電圧VINと出力電圧VOUTと基づいてフィードバック制御を行なうことにより、昇圧回路10は、MOSトランジスタQ1,Q2がスイッチング制御されて昇圧動作を行なう。このときの入力電圧VINおよび出力電圧VOUTは、電圧検出回路16,18でそれぞれ検出されて動作確認部124へ転送される。
As described above, the switching
最後に、動作確認部124は、電圧検出回路16,18から入力電圧VINおよび出力電圧VOUTを受けると、両者の電圧差VIN−VOUTに基づいて、昇圧動作が正常に行なわれているか否かを判断する。動作確認部124は、電圧差VIN−VOUTが所定の電圧V_std以下であれば、昇圧動作が正常に行なわれていると判断する。一方、動作確認部124は、電圧差VIN−VOUTが所定の電圧V_stdを上回れば、昇圧動作が異常であると判断する。
Finally, when the
なお、所定の電圧V_stdは、ダイオードD2の順方向電圧Vfに相当する電圧降下分が昇圧動作によって補償されたことが判るように、順方向電圧Vfに対して十分低い電圧に設定される。 The predetermined voltage V_std is set to a voltage sufficiently lower than the forward voltage Vf so that the voltage drop corresponding to the forward voltage Vf of the diode D2 is compensated by the boosting operation.
そして、昇圧動作が異常と判断されると、動作確認部124は、警告信号WARNを生成し、その生成した警告信号WARNをアイドルストップECU50へ出力する。アイドルストップECU50は、警告信号WARNに応答してLED70(図示せず)を点灯させる。さらに、アイドルストップECU50は、以降のアイドルストップ制御を禁止する。
When it is determined that the boosting operation is abnormal, the
この場合、運転者は、LED70の点灯から駆動電圧供給装置10の故障を知ると、イグニッションキーを再びスタータに通電を行なうエンジンスタート位置にまで操作することによって、手動でエンジンを再始動させる。これ以降の車両の運行においては、信号待ちなどによりエンジン停止条件が成立してもエンジンが停止されないことから、スタータの電力消費による電源電圧VBの低下が生じない。このため、運転者は、異常が生じた車両を修理工場などにそのまま運転して搬送することができる。
In this case, when the driver knows that the drive
以上のように、この発明による動作確認手段は、駆動電圧供給装置10が実際に昇圧動作を行なうのと同一の経路を用いて正常動作の確認を行なうことから、昇圧動作の正常/異常を正確に判断することができる。さらに、動作確認のための新たな装置の追加を必要としないことから、簡易かつ低コストな装置構成で、駆動電圧供給装置10の動作確認を正確に行なうことができる。
As described above, the operation confirmation means according to the present invention confirms normal operation using the same path as the drive
また、降圧手段による電圧降下分Vfは、電源電圧VBに対して十分に小さいことから、動作確認のための昇圧動作を行なうことによっても、負荷駆動電圧VDLに大きな変動を生じることがない。結果として、電気負荷40は、動作確認手段の実行中においても、安定した駆動を保つことができる。
Further, since the voltage drop Vf by the step-down means is sufficiently small with respect to the power supply voltage VB, even if the step-up operation for confirming the operation is performed, the load drive voltage VDL does not vary greatly. As a result, the
図5は、図1における駆動電圧供給装置10で実行される動作確認手段を説明するためのフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation confirmation means executed by the drive
図5を参照して、最初に、エンジン停止条件が成立したことに応じてエンジンが停止すると、アイドルストップECU50は、停止信号STOPを生成し、その生成した停止信号STOPを駆動電圧供給装置10内部の制御回路120へ出力する(ステップS01)。
Referring to FIG. 5, when the engine is first stopped in response to the establishment of the engine stop condition,
制御回路120の動作確認部124は、アイドルストップECU50から停止信号STOPを受けると、昇圧動作の動作確認を実行するための信号OPを生成して、その生成した信号OPをスイッチング制御部122へ出力する。スイッチング制御部122は、動作確認部124からの信号OPを受けると、MOSトランジスタQ1,Q2をオフするための信号PWM1,PWM2を生成して、その生成した信号PWM1,PWM2をスイッチ駆動回路12,14へ出力する(ステップS02)。これにより、電源ライン9では、入力電圧VINと出力電圧VOUTとの間にダイオードD2の順方向電圧Vfに相当する電圧降下が生じる。
When the
スイッチング制御部122は、電圧検出回路16,18を介して入力電圧VINと出力電圧VOUTとを検出する(ステップS03)。そして、スイッチング制御部122は、入力電圧VINと出力電圧VOUTとに基づいて、電圧降下分が補償されるようにフィードバック制御を行なう。これにより、昇圧回路10は、MOSトランジスタQ1,Q2がスイッチング制御されて昇圧動作を行なう(ステップS04)。
The switching
動作確認部124は、電圧検出回路16,18から入力電圧VINおよび出力電圧VOUTを受けると、両者の電圧差VIN−VOUTが所定の電圧V_std以下であるか否かを判定する(ステップS05)。
When the
ステップS05において電圧差VIN−VOUTが所定の電圧V_std以下と判定されると、動作確認部124は、昇圧動作が正常に行なわれていると判断する(ステップS06)。これに応じて、アイドルストップECU50は、駆動電圧供給装置10が負荷駆動電圧VDLの供給を補償できると判断して、アイドルストップ制御を継続する(ステップS07)。したがって、エンジンの再始動は、アイドルストップECU50の制御により自動的に行なわれる(ステップS08)。
If it is determined in step S05 that the voltage difference VIN−VOUT is equal to or lower than the predetermined voltage V_std, the
一方、ステップS05において、電圧差VIN−VOUTが所定の電圧V_stdを上回ると判定されると、動作確認部124は、昇圧動作が異常と判断して警告信号WARNを生成し、その生成した警告信号WARNをアイドルストップECU50へ出力する。アイドルストップECU50は、警告信号WARNに応答してLED70を点灯させる。さらに、アイドルストップECU50は、以降のアイドルストップ制御を禁止する(ステップS10)。これにより、エンジンの再始動は、運転者のイグニッションキーの操作により実行される(ステップS11)。
On the other hand, when it is determined in step S05 that the voltage difference VIN−VOUT exceeds the predetermined voltage V_std, the
なお、本実施の形態では、動作確認部124を、アイドルストップECU50からエンジンが停止したことを示す停止信号STOPが入力されたことに応答して、昇圧動作の動作確認を実行する構成としたが、これに限らず、アイドルストップECU50がエンジン停止条件が成立したことに応じて生成する信号ESTに応答して、昇圧動作の動作確認を実行する構成としても良い。この場合、アイドルストップECU50は、動作確認部124から警告信号WARNを受けると、エンジンの自動停止を行なわないとともに、以降のアイドルストップ制御を禁止する。
In the present embodiment, the
[変更例]
以上のように、この発明による車両用電源装置100は、エンジンを再始動させるタイミングに先立って駆動電圧供給装置10の動作確認を行なうことにより、エンジン再始動後においても電気負荷を確実に駆動し続けることを可能とする。
[Example of change]
As described above, the vehicle
ここで、駆動電圧供給装置10の動作確認を行なうタイミングを、上述したエンジンが停止したタイミングとする以外に、以下の変更例に示すように、予め設定した所定の期間おきとすることによっても、同様の効果を得ることができる。
Here, in addition to setting the timing for confirming the operation of the drive
図6は、この発明の実施の形態1の変更例による車両用電源装置に搭載される制御回路120Aの機能ブロック図である。本変更例による車両用電源装置は、図1の車両用電源装置100に対して、図3の制御回路120を、図6の制御回路120Aに変更したものである。
FIG. 6 is a functional block diagram of a
図6を参照して、制御回路120Aは、スイッチング制御部122と、動作確認部124Aと、タイマ126とを含む。
Referring to FIG. 6,
スイッチング制御部122は、図3におけるスイッチング制御部122と同一であり、入力電圧VINおよび出力電圧VOUTに基づいて信号PWM1,PWM2を生成してスイッチ駆動回路12,14へそれぞれ出力する。
The switching
タイマ126は、図示しないECUからの指示に応じて計時動作を開始し、タイマ値が予め設定された所定の期間に達すると、これを指示する信号を動作確認部124Aへ出力するとともに、タイマ値をリセットして再び計時動作を開始する。タイマ126は、一連の動作を繰り返して行ない、所定の期間おきに動作確認部124Aに信号を出力する。
The
動作確認部124Aは、タイマ126から所定の期間おきに信号を受けると、昇圧動作の動作確認を実行するための信号OPを生成し、その生成した信号OPをスイッチング制御部122へ出力する。
When the
スイッチング制御部122は、動作確認部124Aから信号OPを受けると、上述した手順に従って、入力電圧VINと出力電圧VOUTとの間に電圧降下を生じさせ、昇圧回路110に電圧降下を補償するための昇圧動作を行なわせる。
When the switching
動作確認部124Aは、このときの入力電圧VINと出力電圧VOUTとの電圧差に基づいて、駆動電圧供給装置10の昇圧動作が正常であるか否かを判断する。そして、動作確認部124Aは、昇圧動作が異常と判断されると、警告信号WARNを生成してアイドルストップECU50へ出力する。アイドルストップECU50は、警告信号WARNに応答して、以降のアイドルストップ制御を禁止する。
Based on the voltage difference between the input voltage VIN and the output voltage VOUT at this time, the
以上のように、この発明の実施の形態1によれば、駆動電圧供給装置の正常が確認されたことに応じてエンジンが自動始動されることから、エンジンを再始動させても電気負荷の駆動が確実に維持することができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, since the engine is automatically started in response to the confirmation of the normality of the drive voltage supply device, the electric load can be driven even when the engine is restarted. Can be reliably maintained.
また、昇圧動作の正常/異常を、内包する昇圧回路に実際の昇圧動作と同じ動作をさせて判断することから、駆動電圧供給装置の正常を正確に確認することができ、車両用電源装置の高信頼化を図ることができる。 Further, the normal / abnormality of the boosting operation is determined by making the internal boosting circuit perform the same operation as the actual boosting operation, so that the normality of the drive voltage supply device can be confirmed accurately, High reliability can be achieved.
さらに、駆動電圧供給装置の動作確認の実行中において、負荷駆動電圧は大きな変動がなく、かつ動作電圧下限値よりも十分高い電圧に保たれることから、電気負荷を安定して駆動させ続けることができる。 Furthermore, the load drive voltage does not fluctuate greatly during execution of the operation check of the drive voltage supply device, and is maintained at a voltage sufficiently higher than the operating voltage lower limit value, so that the electric load can be driven stably. Can do.
[実施の形態2]
図7は、この発明の実施の形態2による駆動電圧供給装置10Bの構成を説明するためのブロック図である。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a block diagram for illustrating a configuration of drive
図7を参照して、駆動電圧供給装置10Bは、図2の駆動電圧供給装置10に対して、昇圧回路110の出力ノードN2とオーディオ/ナビゲーション44の負荷駆動電圧の供給ノードN3(以下、単に、供給ノードN3とも称する)の間にMOSトランジスタQ3を配した点、および、MOSトランジスタQ3を介して出力される出力電圧VOUT1を検出するための電圧検出回路18Bを配した点で異なる。したがって、図2と重複する部位についての詳細な説明は繰り返さない。
Referring to FIG. 7, drive
MOSトランジスタQ3は、昇圧回路110の出力ノードN2と供給ノードN3との間に直列に接続される。MOSトランジスタQ3は、制御回路120Bからの信号Vgをゲートに受け、その受けた信号Vgの電位に応じてオン/オフされる。すなわち、高電位の信号Vgに応じてMOSトランジスタQ3がオンされているときには、昇圧回路110の出力ノードN2と供給ノードN3とは電気的に接続されているため、オーディオ/ナビゲーション44には出力電圧VOUTが供給される。一方、低電位の信号Vgに応じてMOSトランジスタQ3がオフされるときには、昇圧回路110の出力ノードN2と供給ノードN3とが電気的に分離されるため、オーディオ/ナビゲーション44への出力電圧VOUTの供給が遮断される。
MOS transistor Q3 is connected in series between output node N2 of
このように、MOSトランジスタQ3は、スイッチ素子を構成し、制御回路120Bの制御により、オーディオ/ナビゲーション44に対して出力電圧VOUTを供給/遮断する機能を有する。かかるMOSトランジスタQ3の制御は、以下に述べるように、アイドルストップ車両の運行を確保する観点から行なわれる。
As described above, the MOS transistor Q3 constitutes a switching element and has a function of supplying / cutting off the output voltage VOUT to the audio /
詳細には、電気負荷40は、アイドルストップ車両の運行に必要なものと、必ずしも車両の運行に必要でないものとに区別される。図7の例では、メータ46が前者に相当し、オーディオ/ナビゲーション44が後者に相当する。ここで、駆動電圧供給装置10がこれらの電気負荷40に一律に出力電圧VOUTを供給する構成とすれば、エンジン再始動時のように電源電圧Vbが著しく低下して動作電圧下限値を下回るときにおいて、電気負荷40の全てがリセットされ、車両の運行に影響が生じるおそれが生じる。
In detail, the
そこで、電気負荷40の各々に車両の運行への寄与度を基準とした優先順位を与え、電源電圧VBが低下したときには、優先順位の低い電気負荷に対する出力電圧VOUTの供給を遮断する構成とする。これによれば、アイドルストップ後のエンジン再始動時に電源電圧VBが大きく低下しても、車両の運行が確保される。
Therefore, a priority order based on the contribution to the operation of the vehicle is given to each of the
さらに、この発明によれば、MOSトランジスタQ3は、駆動電圧供給装置10Bの動作確認を行なうときの「降圧手段」として機能する。
Furthermore, according to the present invention, the MOS transistor Q3 functions as a “step-down means” when checking the operation of the drive
具体的には、MOSトランジスタQ3は、動作確認手段の実行時において、制御回路120Bからの信号OP1をゲートに受ける。そして、MOSトランジスタQ3は、信号OP1の示すゲート電位に応じて、ドレイン−ソース間電圧とともにドレイン電流が増加する線形領域で動作させられる。この線形領域での動作時において、MOSトランジスタQ3は、昇圧回路110の出力ノードN2と供給ノードN3との間に直列に接続され、信号OP1の示すゲート電位で可変となる抵抗で表わすことができる。したがって、供給ノードN3に現われる出力電圧VOUT1は、出力電圧VOUTに対して、ゲート電位と負荷駆動電流とによって一義的に決まる電圧だけ降下させられる。
Specifically, MOS transistor Q3 receives signal OP1 from
電圧検出回路18Bは、供給ノードN3に現われる出力電圧VOUT1を検出し、その検出した出力電圧VOUT1を制御回路120Bへ出力する。制御回路120Bは、電圧検出回路16,18Bから入力電圧VINおよび出力電圧VOUT1をそれぞれ受けると、電圧降下分を補償するように昇圧回路110に昇圧動作を実行させる。
図8は、図7における制御回路120Bの機能ブロック図である。
図8を参照して、制御回路120Bは、スイッチング制御部122Bと、動作確認部124Bとを含む。
FIG. 8 is a functional block diagram of the
Referring to FIG. 8,
スイッチング制御部122Bは、入力電圧VINおよび出力電圧VOUTに基づいて、上述した方法に従ってデューディ比を演算し、その演算したデューティ比でMOSトランジスタQ1,Q2をオン/オフするための信号PWM1,PWM2を生成してスイッチ駆動回路12,14へそれぞれ出力する。これにより、昇圧回路110は、入力電圧VINが予め設定された電圧VIN1〜VIN2の範囲である場合、入力電圧VINを一定電圧Vcに昇圧し、その昇圧した出力電圧VOUTを出力する。
The switching
また、スイッチング制御部122Bは、入力電圧VINが所定の電圧以下のときには、MOSトランジスタQ3をオフするための信号Vgを生成し、その生成した信号VgをMOSトランジスタQ3のゲートへ出力する。これにより、オーディオ/ナビゲーション44への出力電圧VOUTの供給が遮断される。
Further, when the input voltage VIN is equal to or lower than a predetermined voltage, the switching
動作確認部124Bは、エンジンが停止したことに応じてアイドルストップECU50から停止信号STOPを受けると、昇圧動作の動作確認を実行するための信号OP1を生成して、その生成した信号OP1をMOSトランジスタQ3へ出力する。
When the operation check unit 124B receives a stop signal STOP from the
MOSトランジスタQ3は、動作確認部124Bからの信号OP1を受けると、以下に示す手順に従って昇圧回路110に昇圧動作を実行させる。
When the MOS transistor Q3 receives the signal OP1 from the operation check unit 124B, the MOS transistor Q3 causes the
具体的には、最初に、MOSトランジスタQ3は、信号OP1に示されるゲート電位に応じて線形領域で動作し、昇圧回路110の出力ノードN2と供給ノードN3との間に電圧降下を生じさせる。すなわち、MOSトランジスタQ3は、本実施の形態による「降圧手段」を構成し、出力電圧VOUTを、ゲート電位と負荷駆動電流とで決まる電圧分だけ降下させた出力電圧VOUT1を出力する。電圧検出回路12,14Bは、入力電圧VINおよび出力電圧VOUT1を検出してスイッチング制御部122Bへ出力する。
Specifically, first, the MOS transistor Q3 operates in a linear region according to the gate potential indicated by the signal OP1, and causes a voltage drop between the output node N2 and the supply node N3 of the
なお、MOSトランジスタQ3の線形領域におけるドレイン−ソース間電圧は十分低いことから、電圧降下によっても、オーディオ/ナビゲーション44の負荷駆動電圧VDLは動作電圧下限値よりも十分に高く、駆動への影響が生じることがない。
Since the drain-source voltage in the linear region of the MOS transistor Q3 is sufficiently low, the load driving voltage VDL of the audio /
次に、スイッチング制御部122Bは、電圧検出回路12,14Bから入力電圧VINおよび出力電圧VOUT1を受けると、出力電圧VOUT1の電圧降下分を補償するための信号PWM1,PWM2を生成する。具体的には、スイッチング制御部122Bは、電圧指令値Vdc_comを入力電圧VINと同電圧に設定し、その設定した電圧指令値Vdc_com(すなわち、入力電圧VIN)と出力電圧VOUT1との偏差Vdc_com−VOUT1(=VIN−VOUT1)が零となるようにデューティ比を演算する。そして、スイッチング制御部122Bは、演算されたデューティ比に基づいて信号PWM1,PWM2を生成し、その生成した信号PWM1,PWM2をスイッチ駆動回路12,14へそれぞれ出力する。
Next, when the switching
このようにスイッチング制御部122Bが入力電圧VINと出力電圧VOUT1と基づいてフィードバック制御を行なうことにより、昇圧回路10は、MOSトランジスタQ1,Q2がスイッチング制御されて昇圧動作を行なう。このときの入力電圧VINおよび出力電圧VOUT1は、電圧検出回路16,18Bでそれぞれ検出されて動作確認部124Bへ転送される。
As described above, the switching
最後に、動作確認部124Bは、電圧検出回路16,18Bから入力電圧VINおよび出力電圧VOUT1を受けると、両者の電圧差VIN−VOUT1に基づいて、昇圧動作が正常に行なわれているか否かを判断する。動作確認部124Bは、電圧差VIN−VOUT1が所定の電圧以下のとき、昇圧動作が正常に行なわれていると判断する。一方、動作確認部124Bは、電圧差VIN−VOUT1が所定の電圧V_std1を上回るとき、昇圧動作が異常であると判断する。
Finally, when the operation check unit 124B receives the input voltage VIN and the output voltage VOUT1 from the
なお、所定の電圧V_std1は、MOSトランジスタQ3を線形領域で動作させたときのドレイン−ソース間電圧に相当する電圧降下分が昇圧動作によって補償されたことが判るように、ドレイン−ソース間電圧に対して十分低い電圧に設定される。 Note that the predetermined voltage V_std1 is equal to the drain-source voltage so that the voltage drop corresponding to the drain-source voltage when the MOS transistor Q3 is operated in the linear region is compensated by the boosting operation. In contrast, a sufficiently low voltage is set.
そして、昇圧動作が異常と判断されると、動作確認部124Bは、警告信号WARNを生成し、その生成した警告信号WARNをアイドルストップECU50へ出力する。アイドルストップECU50は、先の実施の形態1と同様に、警告信号WARNに応答してLED70(図示せず)を点灯させる。また、アイドルストップECU50は、以降のアイドルストップ制御を禁止する。この場合、エンジンの再始動は、運転者がイグニッションキーを再び操作することにより行なわれる。
When it is determined that the boosting operation is abnormal, the operation confirmation unit 124B generates a warning signal WARN and outputs the generated warning signal WARN to the
図9は、この発明の実施の形態2による駆動電圧供給装置で実行される動作確認手段を説明するためのフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation confirmation means executed in the drive voltage supply apparatus according to
図9を参照して、最初に、アイドルストップECU50が、エンジン停止条件が成立したことに応じてエンジンを自動停止する制御を実行する。そして、エンジンの停止が検出されると(ステップS20)、アイドルストップECU50は、信号STOPを生成し、その生成した信号STOPを動作確認部124Bへ出力する。
Referring to FIG. 9, first,
次に、動作確認部124Bは、アイドルECU50からの信号STOPを受けると、動作確認手段を実行する。具体的には、動作確認部124Bは、MOSトランジスタQ3を線形領域で動作させるための信号OP1を生成し、その生成した信号OP1をMOSトランジスタQ3のゲートへ出力する(ステップS21)。MOSトランジスタQ3が信号OP1で示されるゲート電位に応じて線形領域で動作することにより、昇圧回路110の出力ノードN2と供給ノードN3との間には、MOSトランジスタQ3のドレイン−ソース間電圧に相当する電圧だけ電圧降下が発生する。入力電圧VINと出力電圧VOUT1とは、電圧検出回路によってそれぞれ検出されて、スイッチング制御部122Bへ転送される(ステップS22)。
Next, when the operation confirmation unit 124B receives the signal STOP from the
スイッチング制御部122Bは、入力電圧VINと出力電圧VOUTとを受けると、これらに基づいて、入力電圧VINに対する出力電圧VOUT1の電圧降下分を補償するようにフィードバック制御を行なう。これにより、昇圧回路10は、MOSトランジスタQ1,Q2がスイッチング制御されて昇圧動作を行なう(ステップS23)。
When the switching
動作確認部124Bは、電圧検出回路16,18Bから入力電圧VINおよび出力電圧VOUT1を受けると、両者の電圧差VIN−VOUT1が所定の電圧V_std1以下であるか否かを判定する(ステップS24)。
When the operation check unit 124B receives the input voltage VIN and the output voltage VOUT1 from the
ステップS24において電圧差VIN−VOUT1が所定の電圧V_std1以下と判定されると、動作確認部124Bは、昇圧動作が正常に行なわれていると判断する(ステップS25)。これに応じて、アイドルストップECU50は、駆動電圧供給装置10が負荷駆動電圧VDLの供給を補償できると判断して、アイドルストップ制御を継続する(ステップS26)。したがって、エンジンの再始動は、アイドルストップECU50の制御により自動的に行なわれる(ステップS27)。
If it is determined in step S24 that the voltage difference VIN-VOUT1 is equal to or less than the predetermined voltage V_std1, the operation check unit 124B determines that the boosting operation is normally performed (step S25). In response to this, the
一方、ステップS24において、電圧差VIN−VOUT1が所定の電圧V_std1を上回ると判定されると、動作確認部124Bは、昇圧動作が異常と判断して警告信号WARNを生成し、その生成した警告信号WARNをアイドルストップECU50へ出力する。アイドルストップECU50は、警告信号WARNに応答してLED70を点灯させる。さらに、アイドルストップECU50は、以降のアイドルストップ制御を禁止する(ステップS29)。これにより、エンジンの再始動は、運転者のイグニッションキーの操作により実行される(ステップS30)。
On the other hand, when it is determined in step S24 that the voltage difference VIN−VOUT1 exceeds the predetermined voltage V_std1, the operation check unit 124B determines that the boosting operation is abnormal and generates a warning signal WARN, and the generated warning signal WARN is output to the
なお、本実施の形態では、電圧降下手段を、昇圧回路110の出力ノードN2と供給ノードN3との間に配されたMOSトランジスタQ3で構成したが、これに限らず、MOSトランジスタQ2のソースよりも出力側に配された半導体スイッチ素子で構成することにより同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the voltage drop means is constituted by the MOS transistor Q3 arranged between the output node N2 and the supply node N3 of the
以上のように、この発明の実施の形態2によれば、駆動電圧供給装置の正常が確認されたことに応じてエンジンが自動始動されることから、エンジンを再始動させても電気負荷の駆動が確実に維持することができる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, since the engine is automatically started in response to the confirmation of the normality of the drive voltage supply device, the electric load can be driven even when the engine is restarted. Can be reliably maintained.
また、降圧手段として既存のスイッチ素子を用い、かつ実際の昇圧回路を用いて昇圧動作を行なわせることから、動作確認手段としての新たな装置の追加を伴うことなく、簡易かつ低コストの装置構成で、正確に駆動電圧供給装置の正常を確認することができる。 In addition, since an existing switch element is used as a step-down means and a step-up operation is performed using an actual step-up circuit, a simple and low-cost device configuration without adding a new device as an operation confirmation means Thus, the normality of the drive voltage supply device can be confirmed accurately.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
9 電源ライン、10 駆動電圧供給装置、12,14 スイッチ駆動回路、16,18,18B 電圧検出回路、20 オルタネータ、30 スタータ、40 電気負荷、44 オーディオ/ナビゲーション、46 メータ、50 アイドルストップECU、60 EFI、70 LED、100 車両用電源装置、110 昇圧回路、120,120A,120B 制御回路、122,122B スイッチング制御部、124,124A,124B 動作確認部、126 タイマ、B 直流電源、L1 コイル、C1,C2 コンデンサ、Q1〜Q3 MOSトランジスタ、D1,D2 ダイオード。 9 power line, 10 drive voltage supply device, 12, 14 switch drive circuit, 16, 18, 18B voltage detection circuit, 20 alternator, 30 starter, 40 electrical load, 44 audio / navigation, 46 meter, 50 idle stop ECU, 60 EFI, 70 LED, 100 vehicle power supply device, 110 booster circuit, 120, 120A, 120B control circuit, 122, 122B switching control unit, 124, 124A, 124B operation confirmation unit, 126 timer, B DC power supply, L1 coil, C1 , C2 capacitors, Q1-Q3 MOS transistors, D1, D2 diodes.
Claims (11)
前記電源から前記電源電圧の供給を受け、その受けた電源電圧から電気負荷を駆動するための負荷駆動電圧を生成し、その生成した負荷駆動電圧を前記電気負荷に供給する電圧供給回路と、
前記電源電圧が所定の範囲である場合に、前記電源電圧を昇圧した昇圧電圧を前記負荷駆動電圧として供給するように前記電圧供給回路を制御する制御回路と、
車両の状態に応じて、エンジンの停止および前記エンジン始動用モータによる前記エンジンの再始動を自動制御するエンジン自動停止制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記電圧供給回路に昇圧動作を実行させることにより、前記昇圧動作が正常に実行可能であるか否かを確認する動作確認手段を含み、
前記エンジン自動停止制御回路は、前記昇圧動作が正常に実行可能であると判断されたことに応じて、前記エンジンの再始動の自動制御を実行する、車両用電源装置。 A power supply for supplying a power supply voltage to the engine starting motor;
A voltage supply circuit that receives supply of the power supply voltage from the power supply, generates a load drive voltage for driving an electric load from the received power supply voltage, and supplies the generated load drive voltage to the electric load;
A control circuit that controls the voltage supply circuit to supply a boosted voltage obtained by boosting the power supply voltage as the load drive voltage when the power supply voltage is in a predetermined range;
An engine automatic stop control circuit that automatically controls stop of the engine and restart of the engine by the engine start motor according to the state of the vehicle,
Wherein the control circuit, by executing the step-up operation to the voltage supply circuit includes an operation confirmation means prior KiNoboru pressure operation to confirm whether it can successfully executed,
The engine automatic stop control circuit is a vehicular power supply device that executes automatic control for restarting the engine when it is determined that the boosting operation can be normally executed.
前記制御回路は、前記所定電圧を補償するように前記電圧供給回路に昇圧動作を実行させ、
前記動作確認手段は、前記電源電圧と前記負荷駆動電圧との電圧差が所定値以下であることに基づいて、前記昇圧動作が正常に実行可能であると判断する、請求項2に記載の車両用電源装置。 The voltage supply circuit includes step-down means for generating the load drive voltage obtained by stepping down the power supply voltage by a predetermined voltage,
The control circuit causes the voltage supply circuit to perform a boost operation so as to compensate the predetermined voltage,
The vehicle according to claim 2, wherein the operation confirmation unit determines that the boosting operation can be normally performed based on a voltage difference between the power supply voltage and the load drive voltage being equal to or less than a predetermined value. Power supply.
前記ダイオード素子は、前記動作確認手段の指示に応答して、前記電源電圧を順方向電圧だけ降圧させた前記負荷駆動電圧を生成する、請求項5に記載の車両用電源装置。 The step-down means includes a diode element included in the voltage supply circuit and having an anode connected to the first voltage detection circuit side and a cathode connected to the second voltage detection circuit side,
The vehicle power supply device according to claim 5, wherein the diode element generates the load drive voltage obtained by stepping down the power supply voltage by a forward voltage in response to an instruction from the operation confirmation unit.
前記電界効果型トランジスタは、前記動作確認手段の指示するゲート電位に応答して線形領域で動作する、請求項5に記載の車両用電源装置。 The step-down means includes a field effect transistor connected in series between the output terminal of the voltage supply circuit and the second voltage detection circuit,
The vehicle power supply device according to claim 5, wherein the field effect transistor operates in a linear region in response to a gate potential indicated by the operation confirmation unit.
前記制御回路は、前記電源電圧が前記所定の範囲を下回ったことに応じて、前記スイッチ素子を非導通とし、前記所定の電気負荷へ前記負荷駆動電圧の供給を遮断する、請求項7に記載の車両用電源装置。 The field effect transistor comprises a switch element connected in series between an output terminal of the voltage supply circuit and a predetermined electrical load selected in advance.
8. The control circuit according to claim 7, wherein the control circuit makes the switch element non-conductive and cuts off the supply of the load driving voltage to the predetermined electric load in response to the power supply voltage falling below the predetermined range. Vehicle power supply.
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