JP6179484B2 - Vehicle power supply control device - Google Patents
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Description
ここに開示された技術は、車両用電源制御装置に関するものである。 The technology disclosed herein relates to a vehicle power supply control device.
近年、車両の燃費性能を改善する観点から、車両の減速時に集中的に発電を行うことによってエンジンの負担を軽減する、いわゆる減速回生システムを採用した車両が増えつつある。 In recent years, from the viewpoint of improving the fuel efficiency of a vehicle, an increasing number of vehicles adopt a so-called deceleration regeneration system that reduces the burden on the engine by generating power intensively when the vehicle is decelerated.
減速回生システムを採用した車両では、減速時に発電される大容量の電力を短時間で充電するために、従来から広く使われてきた鉛バッテリ(第1蓄電装置)とは別に、鉛バッテリよりも急速な充放電が可能なリチウムイオンバッテリ又は電気二重層キャパシタ(第2蓄電装置)が搭載されることが多い(例えば特許文献1参照)。特性の異なる2種類の蓄電装置を搭載することにより、減速時に発生する電力を無駄なく回収しつつ、十分に大きな充電容量を確保することが可能となる。 In vehicles that employ a deceleration regeneration system, in order to charge a large amount of power generated during deceleration in a short time, apart from the lead battery (first power storage device) that has been widely used, In many cases, a lithium ion battery or an electric double layer capacitor (second power storage device) capable of rapid charge / discharge is mounted (see, for example, Patent Document 1). By mounting two types of power storage devices having different characteristics, it is possible to secure a sufficiently large charge capacity while recovering the electric power generated during deceleration without waste.
特許文献1には、第2蓄電装置の異常時に発電機から第2蓄電装置への電力供給を遮断する遮断リレーを備えたものも開示されている。 Patent Document 1 also discloses a device including a cutoff relay that cuts off the power supply from the generator to the second power storage device when the second power storage device is abnormal.
ここで、特許文献1の構成において、例えば車両が長期間に亘って放置されたようなケースを想定すると、このときの第2蓄電装置の電圧は、自然放電によって低下していると考えられる。このような状態でエンジンが始動されると、第2蓄電装置から電気負荷への電力の供給量が不足し、電気負荷が作動不良に陥るおそれがある。もちろん、エンジンにより発電機を駆動してその発電機から電気負荷に電力を供給することも考えられるが、特許文献1では、発電機と第2蓄電装置とが常時つながっているので、第2蓄電装置の電圧が回復するまでは発電電力が主に第2蓄電装置の充電に回される結果、第1蓄電装置への負担が過大となる。 Here, in the configuration of Patent Document 1, for example, assuming a case where the vehicle is left for a long period of time, it is considered that the voltage of the second power storage device at this time is reduced by natural discharge. When the engine is started in such a state, the amount of electric power supplied from the second power storage device to the electric load is insufficient, and the electric load may possibly malfunction. Of course, it is conceivable that the generator is driven by the engine and power is supplied from the generator to the electric load. However, in Patent Document 1, the generator and the second power storage device are always connected. Until the voltage of the device recovers, the generated power is mainly used for charging the second power storage device, resulting in an excessive burden on the first power storage device.
ここに開示された技術は、2種類の蓄電装置を搭載した車両用電源制御装置において、車両の長期放置等が原因で第2蓄電装置の電圧が低下した場合でも、第1蓄電装置への負担を避けつつ第2蓄電装置を充電することを可能することを目的とする。 The technology disclosed herein is a vehicle power supply control device equipped with two types of power storage devices, and even when the voltage of the second power storage device drops due to long-term leaving of the vehicle or the like, the burden on the first power storage device It is an object to be able to charge the second power storage device while avoiding the above.
ここに開示された技術は、エンジンにより駆動されて発電する発電機と、電気負荷に接続された第1蓄電装置と、第1蓄電装置よりも急速な充放電が可能な第2蓄電装置と、発電機と第2蓄電装置との接続及び遮断を切り替える第1断続部と、発電機と第1蓄電装置との接続及び遮断を切り替える第2断続部と、第1蓄電装置と第2蓄電装置との接続及び遮断を切り替える第3断続部と、第1、第2及び第3断続部の状態をそれぞれ制御する制御部とを備えた車両用電源制御装置の技術である。そして、制御部は、車両の長期放置等が原因で第2蓄電装置の電圧が低下した状態でイグニッションスイッチがオン操作された場合に、以下に示す第1の観点又は第2の観点に係る制御動作を実行するものである。 The technology disclosed herein includes a generator that is driven by an engine to generate electric power, a first power storage device connected to an electrical load, a second power storage device capable of charging and discharging more rapidly than the first power storage device, A first intermittent unit that switches connection and disconnection between the generator and the second power storage device, a second intermittent unit that switches connection and disconnection between the generator and the first power storage device, a first power storage device, and a second power storage device This is a technique for a vehicle power supply control device including a third interrupting unit that switches between connection and disconnection and a control unit that controls states of the first, second, and third interrupting units, respectively. Then, when the ignition switch is turned on when the voltage of the second power storage device is lowered due to, for example, the vehicle being left for a long time, the control unit performs control according to the first aspect or the second aspect described below. The operation is executed.
第1の観点によれば、制御部は、イグニッションスイッチがオン操作され、かつ第2蓄電装置の電圧が第1閾値以下である場合に、第1断続部を遮断状態とした後に第2断続部を接続状態、第3断続部を接続状態とする制御を実行することにより、発電機から第2断続部を介して第1蓄電装置及び電気負荷へ発電電力を供給するとともに、第1蓄電装置から第3断続部を介して第2蓄電装置を充電し、かつ第2蓄電装置の電圧が第2閾値以上になれば第3断続部を遮断状態とする一方、イグニッションスイッチのオン中は第2蓄電装置の電圧が第2閾値以上になっても第1断続部を接続状態にすることなく発電機による発電を継続して発電機から第2断続部を介して第1蓄電装置及び電気負荷へ発電電力を供給し続けるように制御する。 According to the first aspect, when the ignition switch is turned on and the voltage of the second power storage device is equal to or lower than the first threshold, the control unit sets the second interrupting unit after setting the first interrupting unit to the shut-off state. Is connected and the third interrupting unit is connected to the connected state, thereby supplying generated power from the generator to the first power storage device and the electric load via the second interrupting unit, and from the first power storage device. When the second power storage device is charged via the third interrupting unit and the voltage of the second power storage device is equal to or higher than the second threshold, the third interrupting unit is turned off, while the second power storage device is on while the ignition switch is on. Even if the voltage of the device exceeds the second threshold value, the power generation by the generator is continued without bringing the first intermittent portion into the connected state, and power is generated from the generator to the first power storage device and the electric load via the second intermittent portion. Control to keep supplying power .
この構成によれば、イグニッションスイッチのオン操作により開始した当該ドライビングにて、第1蓄電装置への負担を避けつつ第2蓄電装置を充電することが可能になる。また、この充電により第2蓄電装置の電圧が回復した後にドライビングを終了した場合には、次のドライビングにて第2蓄電装置を利用した電気負荷への電力供給が可能になる。 According to this configuration, it is possible to charge the second power storage device while avoiding a burden on the first power storage device by the driving started by turning on the ignition switch. In addition, when the driving is finished after the voltage of the second power storage device is recovered by this charging, power can be supplied to the electric load using the second power storage device in the next driving.
第2の観点によれば、制御部は、イグニッションスイッチがオン操作され、かつ第2蓄電装置の電圧が第1閾値以下である場合に、第1断続部を遮断状態とした後に第2断続部を接続状態、第3断続部を接続状態とする制御を実行することにより、発電機から第2断続部を介して第1蓄電装置及び電気負荷へ発電電力を供給するとともに、第1蓄電装置から第3断続部を介して第2蓄電装置を充電し、かつ第2蓄電装置の電圧が第2閾値以上になった場合には、第3断続部を遮断状態とし、電気負荷の消費電流が所定の閾値以下であることを条件として、発電機による発電を停止させた後に第1断続部を接続状態、第2断続部を遮断状態としたうえ、発電機による発電を再開させて、発電機から第1断続部を介して第2蓄電装置を充電するように制御する。 According to the second aspect, when the ignition switch is turned on and the voltage of the second power storage device is equal to or lower than the first threshold value, the control unit sets the second interrupting unit after setting the first interrupting unit to the shut-off state. Is connected and the third interrupting unit is connected to the connected state, thereby supplying generated power from the generator to the first power storage device and the electric load via the second interrupting unit, and from the first power storage device. When the second power storage device is charged via the third interrupting unit and the voltage of the second power storage device is equal to or higher than the second threshold value, the third interrupting unit is set to the shut-off state, and the current consumption of the electric load is predetermined. The first interrupting part is connected and the second interrupting part is shut off after stopping the power generation by the generator under the condition that the power generation by the generator is restarted. charging the second power storage device through the first discontinuous portion To control to.
この構成によれば、イグニッションスイッチのオン操作により開始した当該ドライビングにて、第1蓄電装置への負担を避けつつ第2蓄電装置を充電することが可能になる。また、この充電により第2蓄電装置の電圧が回復した場合に当該ドライビング中に第1断続部を接続状態とすることで、第2蓄電装置の電力を早期に利用開始することができる。ただし、発電機の発電電圧と第2蓄電装置の電圧との間に大きな差が存在する状態で第1断続部を遮断状態から接続状態に切り替えると、特に第1断続部が機械接点式リレーで構成されるとき、接点がダメージを受けることが懸念される。そこで、制御部は、接点保護のため、第1断続部を接続状態とする前に発電機による発電を停止させるように制御するのである。電気負荷の消費電流が所定の閾値以下であることを条件として第2断続部を遮断状態とするので、第1蓄電装置は軽い負担で電気負荷への電力供給を継続することができる一方、第1断続部を接続状態とした後に発電機による発電を再開させることで、発電機の発電電力により第2蓄電装置の充電を更に進めることができる。 According to this configuration, it is possible to charge the second power storage device while avoiding a burden on the first power storage device by the driving started by turning on the ignition switch. In addition, when the voltage of the second power storage device is recovered by this charging, the use of the power of the second power storage device can be started at an early stage by setting the first intermittent portion during the driving. However, when the first interrupting portion is switched from the shut-off state to the connected state in a state where there is a large difference between the power generation voltage of the generator and the voltage of the second power storage device, the first interrupting portion is particularly a mechanical contact relay. When constructed, there is concern that the contacts will be damaged. Therefore, the control unit controls the power generation by the generator to be stopped before the first intermittent unit is connected to protect the contacts. Since the second intermittent unit is cut off on condition that the current consumption of the electrical load is equal to or less than a predetermined threshold, the first power storage device can continue to supply power to the electrical load with a light load, Charging of the second power storage device can be further advanced by the power generated by the generator by restarting the power generation by the generator after setting the one interrupted portion to the connected state.
また、第3断続部は、第1蓄電装置と第2蓄電装置との間に直列接続された半導体スイッチを有し、制御部は、当該半導体スイッチのオフ期間中に第2蓄電装置の電圧を観測することとしてもよい。 The third interrupting unit includes a semiconductor switch connected in series between the first power storage device and the second power storage device, and the control unit controls the voltage of the second power storage device during the OFF period of the semiconductor switch. It may be observed.
この構成によれば、制御部は、第2蓄電装置に電流が流れていない状態で、第2蓄電装置の開放電圧を観測することができる。第1蓄電装置と第2蓄電装置とがオン状態の半導体スイッチを介して互いに接続されている期間では、第2蓄電装置の正確な電圧を観測することができないことを考慮したものである。 According to this configuration, the control unit can observe the open circuit voltage of the second power storage device in a state where no current flows through the second power storage device. This is because an accurate voltage of the second power storage device cannot be observed during a period in which the first power storage device and the second power storage device are connected to each other via the semiconductor switch that is in the on state.
また、制御部は、所定のフラグがセットされている間は、第2蓄電装置の電圧が第1閾値以下であるか否かにかかわらず、イグニッションスイッチがオン操作されると、第2断続部を遮断状態、第3断続部を遮断状態、第1断続部を接続状態とする制御を実行することにより、第2蓄電装置から発電機のフィールドコイルに電流を印加して発電機に発電を行わせ、かつ発電機の発電電力により第1断続部を介して第2蓄電装置を充電するように制御することとしてもよい。 Further, when the ignition switch is turned on regardless of whether or not the voltage of the second power storage device is equal to or lower than the first threshold while the predetermined flag is set , the control unit Is applied to the field coil of the generator by applying control from the second power storage device to the generator, and the third interrupting unit is disconnected and the first interrupting unit is connected. In addition, the second power storage device may be controlled to be charged via the first intermittent portion by the generated power of the generator .
この構成によれば、第2蓄電装置の電力によって例えば生産ライン上の作業をする際に、発電機からの発電電力で第2蓄電装置を急速に充電することで、生産タクトの短縮が可能になる。 According to this arrangement, when the power of the second power storage devices, such as working on a production line, with electric power generated from the generator by rapidly charging the second power storage device, to allow shortening of production tact Become.
ここに開示された技術によれば、2種類の蓄電装置を搭載した車両用電源制御装置において、車両の長期放置等が原因で第2蓄電装置の電圧が低下した場合でも、第1蓄電装置への負担を避けつつ第2蓄電装置を充電することが可能になる。 According to the technology disclosed herein, in a vehicle power supply control device equipped with two types of power storage devices, even when the voltage of the second power storage device drops due to long-term leaving of the vehicle or the like, the first power storage device It is possible to charge the second power storage device while avoiding the burden.
以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(1)車両の全体構成
図1は、車両用電源制御装置の電気的構成を示す回路図である。図1に示される車両は、エンジンルームに設けられた図外のディーゼルエンジン(以下、単にエンジンともいう)から動力を得て発電するオルタネータ1と、オルタネータ1と電気的に接続され、オルタネータ1で発電された電力を蓄えるバッテリ2及びキャパシタ3と、オルタネータ1で発電された電力を降圧するDC/DCコンバータ4と、電力を消費する各種電装品からなる電気負荷5と、エンジンの始動時に駆動されてエンジンをクランキングするスタータ6とを備えている。なお、オルタネータ1は請求項にいう「発電機」に相当し、バッテリ2は請求項にいう「第1蓄電装置」に相当し、キャパシタ3は請求項にいう「第2蓄電装置」に相当する。
(1) Overall Configuration of Vehicle FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a vehicle power supply control device. The vehicle shown in FIG. 1 has an alternator 1 that generates power by generating power from a diesel engine (not shown) provided in an engine room (hereinafter also referred to simply as an engine), and is electrically connected to the alternator 1. The
オルタネータ1は、エンジンの出力軸と連動して回転するロータを磁界中で回転させることにより発電を行うもので、磁界を発生されるフィールドコイルへの印加電流の増減に応じて最大25Vまでの範囲で発電電力を調節することが可能である。また、オルタネータ1には、発電された交流電力を直流電力に変換する整流器(図示省略)が内蔵されている。つまり、オルタネータ1で発電された電力は、この整流器で直流に変換された後に各部に送電される。 The alternator 1 generates power by rotating a rotor that rotates in conjunction with the output shaft of an engine in a magnetic field. The alternator 1 has a range of up to 25 V depending on the increase or decrease of the current applied to the field coil that generates the magnetic field. It is possible to adjust the generated power. The alternator 1 also includes a rectifier (not shown) that converts the generated AC power into DC power. That is, the electric power generated by the alternator 1 is converted into direct current by this rectifier and then transmitted to each part.
バッテリ2は、車両用の蓄電装置として一般的な公称電圧12Vの鉛バッテリである。このようなバッテリ2は、化学反応によって電気エネルギを蓄えるものであるため、急速な充放電には不向きであるが、充電容量を確保し易いため、比較的多量の電力を蓄えることができるという特性がある。
The
キャパシタ3は、電気二重層キャパシタ(EDLC)を複数個連結して大容量化したもので、最大25Vまで充電することが可能である。このようなキャパシタ3は、バッテリ2とは異なり、電解質イオンの物理的な吸着によって電気を蓄えるものであるため、比較的急速な充放電が可能で、内部抵抗も少ないという特性がある。
The capacitor 3 has a large capacity by connecting a plurality of electric double layer capacitors (EDLC), and can be charged up to 25V. Unlike the
DC/DCコンバータ4は、内蔵するスイッチング素子のON/OFF(スイッチング動作)によって電圧を変化させるスイッチング方式のものである。なお、本実施形態において、DC/DCコンバータ4は、オルタネータ1又はキャパシタ3の側から電気負荷5又はバッテリ2の側に(つまり図中左側から右側に)供給される電力の電圧をスイッチング動作により降圧する機能を有しているが、これ以外の機能、例えば上記とは反対方向への(つまり図中右側から左側への)電力の供給を許容したり、電圧を昇圧したりする機能は有していない。
The DC / DC converter 4 is of a switching type in which a voltage is changed by ON / OFF (switching operation) of a built-in switching element. In the present embodiment, the DC / DC converter 4 is configured to switch the voltage of power supplied from the alternator 1 or the capacitor 3 side to the electric load 5 or the
オルタネータ1とキャパシタ3とは給電用の第1ライン7を介して互いに接続されている。第1ライン7からは第2ライン8が分岐しており、この第2ライン8の途中にDC/DCコンバータ4が介設されている。第2ライン8からは第3ライン9が分岐しており、この第3ライン9を介してバッテリ2と第2ライン8とが互いに接続されている。第3ライン9からは第4ライン10が分岐しており、この第4ライン10を介してスタータ6とバッテリ2とが互いに接続されている。
The alternator 1 and the capacitor 3 are connected to each other via a first
第1ライン7における第2ライン8との分岐点からキャパシタ3までの間の部位には、オルタネータ1とキャパシタ3との接続を断続するためのキャパシタ遮断リレー12が設けられている。キャパシタ遮断リレー12は、請求項にいう「第1断続部」に相当するもので、オルタネータ1からキャパシタ3への給電を許可するオン状態(閉:接続状態)と、同給電を遮断するオフ状態(開:遮断状態)とに切り替え可能とされている。
A
更に、第1ライン7からは第2ライン8と並列にバイパスライン11が分岐しており、このバイパスライン11はDC/DCコンバータ4よりも出力側に位置する第2ライン8の途中部に接続されている。つまり、バイパスライン11は、オルタネータ1と電気負荷5とをDC/DCコンバータ4を介さずに接続するとともに、バッテリ2とキャパシタ3とをDC/DCコンバータ4を介さずに接続するものである。これらの接続を断続するために、バイパスライン11にはバイパスリレー13が設けられている。バイパスリレー13は、請求項にいう「第2断続部」に相当するもので、バイパスライン11を通じた(DC/DCコンバータ4をバイパスした)給電を許可するオン状態(閉:接続状態)と、同給電を遮断するオフ状態(開:遮断状態)とに切り替え可能とされている。
Further, a
電気負荷5には、ドライバによるステアリング操作を電気モータ等の駆動力を用いてアシストする電動式のパワーステアリング機構(以下、EPASと略称する)21の他、エアコン22、オーディオ23等が含まれている。これらEPAS21、エアコン22、オーディオ23等の電気負荷は、DC/DCコンバータ4が設けられた第2ライン8か、又はDC/DCコンバータ4が設けられていないバイパスライン11を介して、第1ライン7と接続されている。
The electric load 5 includes an
更に、本実施形態の電気負荷5には、EPAS21等の電気負荷以外に、グロープラグ26も含まれている。グロープラグ26は、エンジン(本実施形態ではディーゼルエンジン)の冷間始動時に通電加熱によりエンジンの燃焼室を温めるためのヒータである。グロープラグ26は、スタータ6と並列にバッテリ2に接続されているが、PTCヒータ25は、通電加熱により室内を暖房するためのヒータであり、最大25Vでも安定して作動するので、DC/DCコンバータ4に対してオルタネータ1及びキャパシタ3側に配置されている。
Further, the electrical load 5 of the present embodiment includes a
以上に加えて、本実施形態では、バッテリ2とキャパシタ3とを接続する充電ライン14が設けられている。充電ライン14は、第3ライン9上の点と、第1ライン7におけるキャパシタ遮断リレー12よりもキャパシタ3寄りの点との間に介設されている。そして、この充電ライン14にバッテリ2とキャパシタ3との接続を断続するための半導体スイッチである充電FET15が抵抗16と直列に設けられている。充電FET15は、請求項にいう「第3断続部」に相当するもので、充電ライン14を通じたバッテリ2からキャパシタ3への給電を許可するオン状態(閉:接続状態)と、同給電を遮断するオフ状態(開:遮断状態)とに切り替え可能とされている。更に、充電FET15と抵抗16との接続点とグラウンドとの間に、キャパシタ3の電圧を引き下げるための廃電FET17が設けられている。
In addition to the above, in the present embodiment, a charging
(2)制御系統
図2は、制御系統の接続を示すブロック図である。本図に示すように、上述したオルタネータ1、DC/DCコンバータ4、スタータ6、キャパシタ遮断リレー12、バイパスリレー13、充電FET15、廃電FET17、電気負荷5(EPAS21、エアコン22、オーディオ23、…)等の部品は、各種信号線を介してコントローラ30と接続されており、コントローラ30からの指令に基づき制御される。コントローラ30は、従来周知のCPU、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータであり、請求項にいう「制御部」に相当するものである。
(2) Control System FIG. 2 is a block diagram showing connection of the control system. As shown in the figure, the alternator 1, the DC / DC converter 4, the starter 6, the
また、コントローラ30は、車両に設けられた各種センサ類と信号線を介して接続されている。具体的に、本実施形態の車両には、電圧センサSN1、運転状態検出手段SN2、イグニッションスイッチセンサSN3、及びその他スイッチ検出手段SN4が設けられており、これらのセンサ類により検出された情報がコントローラ30に逐次入力されるようになっている。
The
電圧センサSN1は、図1にも示すように、キャパシタ3の電圧(キャパシタ電圧)を検出するセンサである。 The voltage sensor SN1 is a sensor that detects the voltage of the capacitor 3 (capacitor voltage) as shown in FIG.
運転状態検出手段SN2は、車両もしくはエンジンの状態に関する物理量を検出するセンサ類の総称であり、例えば、車両の走行速度を検出する車速センサ、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度センサ、アクセルペダルやブレーキペダルの操作量又は操作力を検出するアクセル/ブレーキセンサ等が含まれる。この運転状態検出手段SN2からの入力情報に基づいて、コントローラ30は、例えば、車両が減速しているか加速しているか、減速/加速の度合いはどの程度かといった情報を得ることができる。
The driving state detection means SN2 is a generic term for sensors that detect physical quantities related to the state of the vehicle or engine. For example, a vehicle speed sensor that detects the traveling speed of the vehicle, an engine rotation speed sensor that detects the rotation speed of the engine, and an accelerator pedal. And an accelerator / brake sensor for detecting an operation amount or an operation force of the brake pedal. Based on the input information from the driving state detection means SN2, the
イグニッションスイッチセンサSN3は、エンジンを始動又は停止する際にドライバにより操作される図外のイグニッションスイッチの操作状態を検出するセンサである。 The ignition switch sensor SN3 is a sensor that detects an operation state of an ignition switch (not shown) that is operated by a driver when the engine is started or stopped.
その他スイッチ検出手段SN4は、イグニッションスイッチ以外のスイッチ類の操作状態を検出するセンサの総称であり、例えばエアコンやオーディオ等の操作スイッチの操作状態を検出するセンサ等が含まれる。 The other switch detection means SN4 is a generic term for sensors that detect operation states of switches other than the ignition switch, and includes, for example, sensors that detect operation states of operation switches such as an air conditioner and an audio.
コントローラ30は、各センサ類SN1〜SN4からの入力情報に基づいて、オルタネータ1による電力発電量、DC/DCコンバータ4による降圧動作、電気負荷5及びスタータ6の駆動/停止、リレー12,13のオン/オフ操作、FET15,17のオン/オフ操作等を制御する。以下、このコントローラ30による制御動作の具体例について詳しく説明する。
Based on input information from each of the sensors SN1 to SN4, the
(3)制御動作
本実施形態の車両用電源制御装置は、車両の減速時に集中的に発電を行ういわゆる減速回生制御を実行可能である。このため、車両の走行中、電源各部はコントローラ30によって次のように制御される。
(3) Control operation The vehicle power supply control device according to the present embodiment can execute so-called deceleration regeneration control in which power generation is concentrated when the vehicle is decelerated. For this reason, each part of a power supply is controlled as follows by the
車両の減速時は、オルタネータ1による発電が積極的に行われて、最大で25Vの発電電力が生成される。このオルタネータ1での発電電力は、DC/DCコンバータ4によって12Vまで降圧された後に電気負荷5に供給される。また、電気負荷5での消費電力を超える余剰の電力は、キャパシタ3に供給されて充電される。キャパシタ3は、既に説明したように急速な充電が可能であるため、余剰電力はキャパシタ3によって効率よく回収されることになる。ただし、キャパシタ3が既に満充電状態(25V)にある場合には、キャパシタ3にそれ以上充電することができないため、余剰電力はバッテリ2の充電に回される。
At the time of deceleration of the vehicle, power generation by the alternator 1 is actively performed, and generated power of 25 V at maximum is generated. The electric power generated by the alternator 1 is stepped down to 12V by the DC / DC converter 4 and then supplied to the electric load 5. Further, surplus power exceeding the power consumption in the electric load 5 is supplied to the capacitor 3 and charged. Since the capacitor 3 can be rapidly charged as already described, surplus power is efficiently recovered by the capacitor 3. However, when the capacitor 3 is already in a fully charged state (25 V), the capacitor 3 cannot be charged any more, so surplus power is sent to charge the
一方、車両の減速時以外の走行シーンでは、オルタネータ1からエンジンに加わる抵抗を少なくするために、オルタネータ1による発電が極力抑制される。例えば、オルタネータ1による発電が行われないとき、電気負荷5での消費電力は、主にキャパシタ3の充電電力によって賄われる。つまり、キャパシタ3に充電されていた最大で25Vの電力が、DC/DCコンバータ4により12Vまで降圧された後に電気負荷5に供給される。ただし、キャパシタ電圧が十分に高くない場合、もしくは電気負荷5での消費電力が比較的多い場合には、キャパシタ3の充電電力だけでは電気負荷5での消費電力を賄うことができない。そこで、このような場合には、オルタネータ1での発電が必要最小限行われて、このオルタネータ1で発電された電力が利用されるとともに、必要に応じてバッテリ2から放電される電力も利用される。このような制御により、車両の走行中のキャパシタ3の充電電力は、常にある一定のレベル以上に保たれる。本実施形態では、キャパシタ電圧が12〜25Vの範囲に収まるように、キャパシタ3への充放電が制御される。
On the other hand, in a driving scene other than when the vehicle is decelerating, power generation by the alternator 1 is suppressed as much as possible in order to reduce the resistance applied from the alternator 1 to the engine. For example, when power generation by the alternator 1 is not performed, power consumption in the electric load 5 is mainly provided by charging power of the capacitor 3. In other words, the maximum 25 V power charged in the capacitor 3 is stepped down to 12 V by the DC / DC converter 4 and then supplied to the electric load 5. However, when the capacitor voltage is not sufficiently high, or when the power consumption at the electric load 5 is relatively large, the power consumption at the electric load 5 cannot be covered only by the charging power of the capacitor 3. Therefore, in such a case, the power generation by the alternator 1 is performed to the minimum necessary, and the power generated by the alternator 1 is used, and the power discharged from the
上記のように、本実施形態では、車両の減速時には主にオルタネータ1からDC/DCコンバータ4を通じて電気負荷5に電力が供給され、車両の減速時以外はキャパシタ3からDC/DCコンバータ4を通じて電気負荷5に電力が供給される。このため、車両の走行中は、原則として、バイパスライン11を通じた給電が行われることはなく、キャパシタ3が第1ライン7から切り離されることもない。このため、バイパスリレー13は常に遮断状態に維持され、キャパシタ遮断リレー12は常に接続状態に維持される。
As described above, in this embodiment, power is supplied mainly from the alternator 1 to the electric load 5 through the DC / DC converter 4 when the vehicle is decelerated, and from the capacitor 3 through the DC / DC converter 4 except when the vehicle is decelerated. Electric power is supplied to the load 5. For this reason, during traveling of the vehicle, in principle, power feeding through the
しかしながら、車両が長期間放置された後にエンジンが始動されたような場合には、キャパシタ3の自然放電によってキャパシタ電圧が大幅に低下していることが想定される。このような状況下において、上述した通常どおりのリレー操作を実行すると(つまりバイパスリレー13を遮断状態にしてキャパシタ遮断リレー12を接続状態にすると)、次のような不具合が生じる。
However, when the engine is started after the vehicle has been left for a long time, it is assumed that the capacitor voltage is greatly reduced due to the spontaneous discharge of the capacitor 3. Under such circumstances, when the normal relay operation described above is executed (that is, when the
キャパシタ電圧が大幅に低下している状態で、キャパシタ遮断リレー12を接続状態にしたままエンジンが始動されると、その後直ぐにオルタネータ1による発電を開始しても、その発電電力は、自ずと電圧の低いキャパシタ3へと供給されるので、オルタネータ1から電気負荷5に対しほとんど電力が供給されなくなる。このため、キャパシタ3が十分に充電されてその電圧が回復するまで(例えば12V以上となるまで)の間(15〜60秒程度)は、電気負荷5での消費電力は、そのほとんどがバッテリ2からの放電電力によって賄われることになる。このとき、バッテリ2の電圧(バッテリ電圧)はスタータ6の駆動時の大電流消費に伴い低下しているから、バッテリ2から電気負荷5に供給される電力は少なくならざるを得ない。このような状況下で、例えばEPAS(電動パワーステアリング機構)21のような比較的消費電力の多い電気負荷が作動すると、各電気負荷に供給されるバッテリ電圧が更に低下するので、電気負荷の作動不良や機能失陥が起きたり、最悪のケースでは、コントローラ30に供給される電力の電圧が必要最小電圧(マイコンを正常に作動させるのに必要な下限の電圧)を下回ってエンストが起きる可能性がある。
If the engine is started while the capacitor voltage is greatly reduced and the
そこで、このような不具合を防止すべく、本実施形態では、エンジンの始動時に次のような制御が行われる。 Therefore, in order to prevent such a problem, in the present embodiment, the following control is performed when the engine is started.
図3は、エンジンの始動時にコントローラ30により行われる制御の手順を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure performed by the
コントローラ30は、ステップS1で、イグニッションスイッチセンサSN3からの入力情報に基づいて、イグニッションスイッチがオン操作されたか否か(つまりドライバがエンジンを始動させる操作を行ったか否か)を判定する。その結果、YESの場合、コントローラ30は、ステップS2で、スタータ6を駆動するなどしてエンジンを始動する。
In step S1, the
次いで、コントローラ30は、ステップS3で、初回モードが否かを判定し、YESの場合、ステップS14に進み、NOの場合、ステップS4に進む。
Next, the
ここで、コントローラ30が有する初回フラグについて説明する。初回フラグが「1」であることは、キャパシタ3が未だ十分な充電状態に至ったことがないことを意味する。したがって、当該車両の生産ラインにて短時間作業のためにエンジンを始動させた際には、初回フラグが「1」である。このように初回フラグが「1」にセットされた状態を、本願では初回モードという。その後、オルタネータ1からの発電電力によりキャパシタ3の状態が初めて十分な充電状態に至った時点で、初回フラグが「0」にリセットされる。それ以後、初回フラグが「1」にセットされることはない。
Here, the initial flag that the
ステップS3で初回モードでないと判定されてステップS4に進むと、コントローラ30は、電圧センサSN1からの入力情報に基づいて、キャパシタ3の電圧、すなわちキャパシタ電圧Vcapが閾値Vcap1以下であるか否かを判定する。閾値Vcap1は、例えば9Vである。ここで、キャパシタ電圧Vcapが閾値Vcap1以下である状態とは、車両が長期間放置されるなどしてキャパシタ電圧Vcapが大幅に低下している状態(バッテリ電圧よりも低下している状態)である。なお、閾値Vcap1が9Vであるということは、初回フラグが「0」にリセットされた状態でキャパシタ3の充電目標電圧が9Vであることを意味する。初回フラグが「1」にセットされた状態では、キャパシタ3の充電目標電圧が、オルタネータ1のフィールドコイルに電流を印加するのに最低限必要な電圧、例えば3Vに設定される。
If it is determined in step S3 that the current mode is not the initial mode and the process proceeds to step S4, the
ステップS4での判定がYESの場合、コントローラ30は、ステップS5でキャパシタ遮断リレー12の遮断状態を継続しつつ、ステップS6でバイパスリレー13を接続状態とし、かつステップS7でオルタネータ1のフィールドコイルに電流を印加してオルタネータ1に発電を行わせる。この際、オルタネータ1は、電気負荷5及びバッテリ2を保護するため、12Vで発電する。更に、コントローラ30は、ステップS8で充電FET15のデューティ制御により、バッテリ2からキャパシタ3への充電動作を実行させる。
If the determination in step S4 is YES, the
この時点では、オルタネータ1で発電された電力が、接続状態にあるバイパスリレー13を通じて(つまりDC/DCコンバータ4をバイパスして)電気負荷5及びバッテリ2へと供給される。一方、キャパシタ遮断リレー12は遮断状態にあるので、オルタネータ1での発電電力がキャパシタ3に供給されることはない。また、充電FET15のデューティ制御により、充電ライン14を介してバッテリ2からキャパシタ3に電流が流れ、キャパシタ3がバッテリ2によって充電される。このとき、バッテリ2に対してはオルタネータ1によって発電電力が供給されているので、バッテリ電圧の急低下も抑制される。
At this time, the electric power generated by the alternator 1 is supplied to the electric load 5 and the
次いで、コントローラ30は、ステップS9で、充電FET15のデューティオフ中にキャパシタ電圧Vcapをモニタする。充電FET15のオン期間中はキャパシタ3に電流が流れているため、キャパシタ電圧Vcapを正確に観測することができない。したがって、キャパシタ3に電流が流れない、充電FET15のオフ期間中にキャパシタ3の開放電圧を正確なキャパシタ電圧Vcapとして観測するのである。なお、キャパシタ電圧Vcapの観測中は充電FET15だけでなく廃電FET17も遮断状態とすべきことは当然である。
Next, in step S9, the
次いで、コントローラ30は、ステップS10で、キャパシタ電圧Vcapが閾値Vcap1以上となったか否かを判定し、NOの場合、ステップS8に戻り、YESの場合、ステップS11に進む。ここでキャパシタ電圧Vcapが閾値Vcap1以上の状態とは、キャパシタ電圧Vcapがバッテリ電圧まで回復した状態である。なお、ここではステップS4とステップS10とに同一の閾値Vcap1を採用したが、ステップS4における第1閾値とステップS10における第2閾値とを互いに異なる値としてもよい。
Next, in step S10, the
ステップS11では、コントローラ30は、充電FET15のデューティ制御を停止させる。キャパシタ電圧Vcapがバッテリ電圧まで回復したからである。ただし、このようにしてキャパシタ3の充電が完了しても、コントローラ30は、キャパシタ遮断リレー12の遮断状態を継続するように制御する。
In step S11, the
次いで、コントローラ30は、ステップS12で、イグニッションスイッチセンサSN3からの入力情報に基づいて、イグニッションスイッチがオフ操作されたか否か(つまりドライバがエンジンを停止させる操作を行ったか否か)を判定する。そして、イグニッションスイッチがオフ操作されたのを待って、コントローラ30は、ステップS13で、オルタネータ1による発電を停止させる。ただし、コントローラ30は、イグニッションスイッチのオン中は、キャパシタ遮断リレー12を接続状態としないように制御する。
Next, in step S12, the
一方、ステップS3で初回モードであると判定された場合と、ステップS4でキャパシタ電圧Vcapが閾値Vcap1以下でないと判定された場合には、ステップS14に進む。 On the other hand, if it is determined in step S3 that the current mode is the initial mode, and if it is determined in step S4 that the capacitor voltage Vcap is not less than or equal to the threshold value Vcap1, the process proceeds to step S14.
コントローラ30は、ステップS14〜S16で、キャパシタ遮断リレー12を接続状態、バイパスリレー13を遮断状態とし、かつオルタネータ1のフィールドコイルに電流を印加してオルタネータ1に発電を行わせる。これにより、キャパシタ3は、キャパシタ遮断リレー12を通じてオルタネータ1の発電電力により充電される。その後、前述のステップS12に進む。
In steps S <b> 14 to S <b> 16, the
ステップS3で初回モードであると判定されてステップS14に進んだ場合には、例えば、生産ライン上でディーゼルエンジンの燃料噴射量学習の作業をキャパシタ3の電力によって実行することができる。初回フラグが「1」にセットされた状態では、エンジン停止中にバッテリ2からキャパシタ3への充電が行われることにより、燃料噴射量学習の作業を開始する時点ではキャパシタ3の電圧が既に3V以上に達しており、キャパシタ3がオルタネータ1のフィールドコイルに直ちに電流を印加することができる。したがって、オルタネータ1からの発電電力でキャパシタ3を急速に充電することで、生産タクトの短縮が可能になる。なお、初回フラグが「1」にセットされていることを特定LEDの点滅で表示することとすれば、余分な電気負荷を使用しないように作業者にワーニングを与えることができる。
When it is determined in step S3 that the current mode is the initial mode and the process proceeds to step S14, for example, the operation of learning the fuel injection amount of the diesel engine can be performed on the production line with the electric power of the capacitor 3. In a state where the initial flag is set to “1”, charging of the capacitor 3 from the
一方、ステップS4でキャパシタ電圧Vcapが閾値Vcap1以下でないと判定されてステップS14に進んだ場合は、キャパシタ3が十分に充電された状態で新たなドライビングを開始した場合に相当する。この場合には、ステップS14〜S16での制御の結果、減速回生発電が可能になり、燃費の向上が図れる。 On the other hand, if it is determined in step S4 that the capacitor voltage Vcap is not less than or equal to the threshold value Vcap1 and the process proceeds to step S14, this corresponds to a case where a new driving is started with the capacitor 3 fully charged. In this case, as a result of the control in steps S14 to S16, deceleration regenerative power generation becomes possible, and fuel efficiency can be improved.
なお、ステップS13での発電停止後にキャパシタ電圧Vcapの不足が判明した場合には、エンジン停止中にステップS8〜S11と同様の制御を実行することによりバッテリ2からキャパシタ3への充電を行うようにしてもよい。
If it is found that the capacitor voltage Vcap is insufficient after the power generation is stopped in step S13, the
図4は、エンジンの始動時にコントローラ30により行われる制御の他の手順を示すフローチャートである。ステップS1からステップS11までは、図3の手順と同様である。
FIG. 4 is a flowchart showing another procedure of control performed by the
図4によれば、コントローラ30は、キャパシタ電圧Vcapがバッテリ電圧まで回復した時点で充電FET15のデューティ制御を停止させた後、ステップS21で、電気負荷5の消費電流が所定の閾値I0以下であるか否かを判定する。そして、当該消費電流が閾値I0以下になったのを待って、コントローラ30は、ステップS22で、オルタネータ1による発電を停止させる。次いで、ステップS23に進む。
According to FIG. 4, the
また、ステップS3で初回モードであると判定された場合と、ステップS4でキャパシタ電圧Vcapが閾値Vcap1以下でないと判定された場合にも、ステップS23に進む。 The process also proceeds to step S23 if it is determined in step S3 that the current mode is the initial mode, and if it is determined in step S4 that the capacitor voltage Vcap is not less than or equal to the threshold value Vcap1.
コントローラ30は、ステップS23〜S25で、キャパシタ遮断リレー12を接続状態、バイパスリレー13を遮断状態とし、かつオルタネータ1のフィールドコイルに電流を印加してオルタネータ1に発電を行わせる。これにより、キャパシタ3は、キャパシタ遮断リレー12を通じてオルタネータ1の発電電力により充電される。
In steps S <b> 23 to S <b> 25, the
次いで、コントローラ30は、ステップS26で、イグニッションスイッチセンサSN3からの入力情報に基づいて、イグニッションスイッチがオフ操作されたか否か(つまりドライバがエンジンを停止させる操作を行ったか否か)を判定する。そして、イグニッションスイッチがオフ操作されたのを待って、コントローラ30は、ステップS27で、オルタネータ1による発電を停止させる。
Next, in step S26, the
なお、ステップS27での発電停止後にキャパシタ電圧Vcapの不足が判明した場合には、エンジン停止中にステップS8〜S11と同様の制御を実行することによりバッテリ2からキャパシタ3への充電を行うようにしてもよい。
If it is found that the capacitor voltage Vcap is insufficient after the power generation is stopped in step S27, the
(4)作用
以上説明したとおり、本実施形態では、エンジンにより駆動されて発電するオルタネータ1と、電気負荷5に接続されたバッテリ2と、バッテリ2よりも急速な充放電が可能なキャパシタ3と、オルタネータ1とキャパシタ3との接続及び遮断を切り替えるキャパシタ遮断リレー12と、オルタネータ1とバッテリ2との接続及び遮断を切り替えるバイパスリレー13と、バッテリ2とキャパシタ3との接続及び遮断を切り替える充電FET15と、キャパシタ遮断リレー12とバイパスリレー13と充電FET15との状態をそれぞれ制御するコントローラ30とを備えた車両用電源制御装置において、コントローラ30は、車両の長期放置等が原因でキャパシタ3の電圧Vcapが低下した状態でイグニッションスイッチがオン操作された場合に、イグニッションスイッチのオン中はキャパシタ遮断リレー12を接続状態としないように制御する(図3)、あるいはキャパシタ遮断リレー12を接続状態とする前にオルタネータ1による発電を停止させるように制御する(図4)。
(4) Operation As described above, in this embodiment, the alternator 1 that is driven by the engine to generate electric power, the
図3によれば、コントローラ30は、イグニッションスイッチがオン操作され、かつキャパシタ3の電圧Vcapが第1閾値Vcap1以下である場合に、キャパシタ遮断リレー12を遮断状態、バイパスリレー13を接続状態、充電FET15を接続状態とする制御を実行することにより、オルタネータ1からバイパスリレー13を介してバッテリ2及び電気負荷5へ発電電力を供給するとともに、バッテリ2から充電FET15を介してキャパシタ3を充電し(ステップS5〜S11)、かつイグニッションスイッチのオン中はオルタネータ1による発電を継続してキャパシタ3の電圧Vcapが第2閾値Vcap1以上になってもキャパシタ遮断リレー12を接続状態としないように制御する(ステップS12〜S13)。
According to FIG. 3, when the ignition switch is turned on and the voltage Vcap of the capacitor 3 is equal to or lower than the first threshold value Vcap1, the
この構成によれば、当該ドライビングにてバッテリ2への負担を避けつつキャパシタ3を充電することが可能になり、次のドライブでのキャパシタ3の利用が可能になる(ステップS14〜S16)。また、当該ドライビング中にキャパシタ遮断リレー12の遮断状態を維持することにより、キャパシタ遮断リレー12の接続に伴うオルタネータ1の停止が必要がなくなるので、バッテリ2に負担がかかるのを防止できる。
According to this configuration, the capacitor 3 can be charged while avoiding a burden on the
図4によれば、コントローラ30は、イグニッションスイッチがオン操作され、かつキャパシタ3の電圧Vcapが第1閾値Vcap1以下である場合に、キャパシタ遮断リレー12を遮断状態、バイパスリレー13を接続状態、充電FET15を接続状態とする制御を実行することにより、オルタネータ1からバイパスリレー13を介してバッテリ2及び電気負荷5へ発電電力を供給するとともに、バッテリ2から充電FET15を介してキャパシタ3を充電し(ステップS5〜S11)、かつキャパシタ3の電圧Vcapが第2閾値Vcap1以上になった場合には、キャパシタ遮断リレー12を接続状態とする前にオルタネータ1による発電を停止させるように制御する(ステップS22〜S23)。
According to FIG. 4, when the ignition switch is turned on and the voltage Vcap of the capacitor 3 is equal to or lower than the first threshold value Vcap1, the
この構成によれば、バッテリ2への負担を避けつつキャパシタ3を充電することが可能になる。また、キャパシタ遮断リレー12を接続することで、当該ドライビング中にキャパシタ3に対する減速回生発電が可能になり燃費の向上が図れる(ステップS24〜S25)。
According to this configuration, the capacitor 3 can be charged while avoiding a burden on the
また、コントローラ30は、電気負荷5の消費電流が所定の閾値I0以下である場合に、オルタネータ1による発電を停止させた後にキャパシタ遮断リレー12を接続状態とする制御を実行する(ステップS21〜S23)。
In addition, when the current consumption of the electric load 5 is equal to or less than the predetermined threshold value I0, the
この構成によれば、キャパシタ3への接続時の発電停止に伴うバッテリ2への負担を極力抑えることが可能になる。
According to this configuration, it is possible to minimize the burden on the
また、充電FET15は、バッテリ2とキャパシタ3との間に直列接続された半導体スイッチであり、コントローラ30は、充電FET15のオフ期間中にキャパシタ3の電圧を観測する。
The
この構成によれば、キャパシタ3の電圧を正確に観測することができる。 According to this configuration, the voltage of the capacitor 3 can be accurately observed.
また、コントローラ30は、キャパシタ3が未だ十分な充電状態に至ったことがない初回モードでは、キャパシタ遮断リレー12を接続状態としてオルタネータ1によりキャパシタ3を充電するように制御する(図3のステップS3、S14〜S16;図4のステップS3、S23〜S25)。
In addition, in the initial mode in which the capacitor 3 has not yet reached a sufficiently charged state, the
この構成によれば、初回モードにてキャパシタ3の電力によって生産ライン上の作業をする際に、オルタネータ1からの発電電力でキャパシタ3を急速に充電することで、生産タクトの短縮が可能になる。 According to this configuration, when working on the production line with the power of the capacitor 3 in the initial mode, the production tact can be shortened by rapidly charging the capacitor 3 with the generated power from the alternator 1. .
(5)変形例
上記実施形態では、バッテリ2よりも急速な充放電が可能な蓄電装置(請求項にいう第2蓄電装置)として、複数の電気二重層キャパシタ(EDLC)からなるキャパシタ3を用いたが、このようなキャパシタ3以外の蓄電装置を第2蓄電装置として使用することも可能である。その一例として、リチウムイオンキャパシタを挙げることができる。なお、リチウムイオンキャパシタは、電気二重層キャパシタとは異なり、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵可能な炭素系材料を負極として用いることによってエネルギ密度を更に向上させたものであり、正極と負極とで充放電の原理が異なる(化学反応を併用する)ことから、ハイブリッドキャパシタとも呼ばれるものである。
(5) Modified Example In the above embodiment, the capacitor 3 composed of a plurality of electric double layer capacitors (EDLC) is used as the power storage device (second power storage device referred to in the claims) that can be charged and discharged more rapidly than the
また、上記実施形態では、ディーゼルエンジンを搭載した車両にここに開示された技術を適用した場合を例に挙げて説明したが、ここに開示された技術は、ディーセルエンジン以外のエンジン(例えばガソリンエンジン)を搭載した車両にも当然に適用することができる。 In the above embodiment, the case where the technology disclosed herein is applied to a vehicle equipped with a diesel engine has been described as an example. However, the technology disclosed herein is an engine other than a diesel engine (for example, a gasoline engine). Naturally, it can also be applied to a vehicle equipped with a).
更に、上記実施形態では、エンジンから動力を得て発電する発電機としてオルタネータ1を用いたが、発電だけでなくエンジンのトルクアシスト(エンジンの出力軸にトルクを付加する動作)をも行うことが可能な電気モータ(モータジェネレータ)を、発電機として用いてもよい。すなわち、ここに開示された技術は、エンジンのみが動力源である従来型の車両だけでなく、エンジンと電気モータとを併用したハイブリッド車両にも適用することが可能である。 Further, in the above embodiment, the alternator 1 is used as a generator that generates power by obtaining power from the engine. However, not only power generation but also engine torque assist (operation for adding torque to the engine output shaft) can be performed. A possible electric motor (motor generator) may be used as a generator. That is, the technique disclosed here can be applied not only to a conventional vehicle in which only the engine is a power source, but also to a hybrid vehicle using both an engine and an electric motor.
以上説明したように、ここに開示された技術は、車両用電源制御装置として有用である。 As described above, the technology disclosed herein is useful as a vehicle power supply control device.
1 オルタネータ(発電機)
2 バッテリ(第1蓄電装置)
3 キャパシタ(第2蓄電装置)
4 DC/DCコンバータ
5 電気負荷
6 スタータ
7 第1ライン
8 第2ライン
9 第3ライン
10 第4ライン
11 バイパスライン
12 キャパシタ遮断リレー(第1断続部)
13 バイパスリレー(第2断続部)
14 充電ライン
15 充電FET(第3断続部)
16 抵抗
17 廃電FET
30 コントローラ(制御部)
SN1 電圧センサ
SN3 イグニッションスイッチセンサ
1 Alternator (generator)
2 Battery (first power storage device)
3 Capacitor (second power storage device)
4 DC / DC converter 5 Electric load 6
13 Bypass relay (second intermittent part)
14 Charging
16
30 controller (control unit)
SN1 Voltage sensor SN3 Ignition switch sensor
Claims (4)
電気負荷に接続された第1蓄電装置と、
前記第1蓄電装置よりも急速な充放電が可能な第2蓄電装置と、
前記発電機と前記第2蓄電装置との接続及び遮断を切り替える第1断続部と、
前記発電機と前記第1蓄電装置との接続及び遮断を切り替える第2断続部と、
前記第1蓄電装置と前記第2蓄電装置との接続及び遮断を切り替える第3断続部と、
前記第1、第2及び第3断続部の状態をそれぞれ制御する制御部とを備えた車両用電源制御装置であって、
前記制御部は、イグニッションスイッチがオン操作され、かつ前記第2蓄電装置の電圧が第1閾値以下である場合に、前記第1断続部を遮断状態とした後に前記第2断続部を接続状態、前記第3断続部を接続状態とする制御を実行することにより、前記発電機から前記第2断続部を介して前記第1蓄電装置及び前記電気負荷へ発電電力を供給するとともに、前記第1蓄電装置から前記第3断続部を介して前記第2蓄電装置を充電し、かつ前記第2蓄電装置の電圧が第2閾値以上になれば前記第3断続部を遮断状態とする一方、前記イグニッションスイッチのオン中は前記第2蓄電装置の電圧が前記第2閾値以上になっても前記第1断続部を接続状態にすることなく前記発電機による発電を継続して前記発電機から前記第2断続部を介して前記第1蓄電装置及び前記電気負荷へ発電電力を供給し続けるように制御することを特徴とする車両用電源制御装置。 A generator driven by an engine to generate electricity;
A first power storage device connected to the electrical load;
A second power storage device capable of charging and discharging more rapidly than the first power storage device;
A first intermittent unit that switches connection and disconnection between the generator and the second power storage device;
A second intermittent portion that switches connection and disconnection between the generator and the first power storage device;
A third intermittent unit that switches connection and disconnection between the first power storage device and the second power storage device;
A vehicular power supply control device including a control unit that controls the states of the first, second, and third interrupting units,
The control unit is configured to connect the second interrupting unit after the first interrupting unit is shut off when the ignition switch is turned on and the voltage of the second power storage device is equal to or lower than a first threshold. By executing control for bringing the third interrupting portion into a connected state, the generator supplies power to the first power storage device and the electric load via the second interrupting portion from the generator, and the first electricity storage When the second power storage device is charged from the device via the third interrupting unit, and the voltage of the second power storage device becomes equal to or higher than a second threshold, the third interrupting unit is turned off, while the ignition switch When the voltage of the second power storage device is equal to or higher than the second threshold value, the generator continues to generate power without connecting the first interrupting unit to the second interrupting from the generator. Through the part 1 power storage device and a vehicle power supply control device and controls to continue to supply generated power to the electric load.
電気負荷に接続された第1蓄電装置と、
前記第1蓄電装置よりも急速な充放電が可能な第2蓄電装置と、
前記発電機と前記第2蓄電装置との接続及び遮断を切り替える第1断続部と、
前記発電機と前記第1蓄電装置との接続及び遮断を切り替える第2断続部と、
前記第1蓄電装置と前記第2蓄電装置との接続及び遮断を切り替える第3断続部と、
前記第1、第2及び第3断続部の状態をそれぞれ制御する制御部とを備えた車両用電源制御装置であって、
前記制御部は、イグニッションスイッチがオン操作され、かつ前記第2蓄電装置の電圧が第1閾値以下である場合に、前記第1断続部を遮断状態とした後に前記第2断続部を接続状態、前記第3断続部を接続状態とする制御を実行することにより、前記発電機から前記第2断続部を介して前記第1蓄電装置及び前記電気負荷へ発電電力を供給するとともに、前記第1蓄電装置から前記第3断続部を介して前記第2蓄電装置を充電し、かつ前記第2蓄電装置の電圧が第2閾値以上になった場合には、前記第3断続部を遮断状態とし、前記電気負荷の消費電流が所定の閾値以下であることを条件として、前記発電機による発電を停止させた後に前記第1断続部を接続状態、前記第2断続部を遮断状態としたうえ、前記発電機による発電を再開させて、前記発電機から前記第1断続部を介して前記第2蓄電装置を充電するように制御することを特徴とする車両用電源制御装置。 A generator driven by an engine to generate electricity;
A first power storage device connected to the electrical load;
A second power storage device capable of charging and discharging more rapidly than the first power storage device;
A first intermittent unit that switches connection and disconnection between the generator and the second power storage device;
A second intermittent portion that switches connection and disconnection between the generator and the first power storage device;
A third intermittent unit that switches connection and disconnection between the first power storage device and the second power storage device;
A vehicular power supply control device including a control unit that controls the states of the first, second, and third interrupting units,
The control unit is configured to connect the second interrupting unit after the first interrupting unit is shut off when the ignition switch is turned on and the voltage of the second power storage device is equal to or lower than a first threshold. By executing control for bringing the third interrupting portion into a connected state, the generator supplies power to the first power storage device and the electric load via the second interrupting portion from the generator, and the first electricity storage When the second power storage device is charged from the device via the third interrupting unit, and the voltage of the second power storage device is equal to or higher than a second threshold, the third interrupting unit is set in a shut-off state, On condition that the current consumption of the electric load is equal to or less than a predetermined threshold, after the power generation by the generator is stopped, the first intermittent portion is connected and the second intermittent portion is disconnected, and the power generation To resume power generation The vehicle power control device and controls to charge the second power storage device from the generator through the first discontinuous portion.
前記第3断続部は、前記第1蓄電装置と前記第2蓄電装置との間に直列接続された半導体スイッチを有し、
前記制御部は、前記半導体スイッチのオフ期間中に前記第2蓄電装置の電圧を観測することを特徴とする車両用電源制御装置。 In the vehicle power supply control device according to claim 1 or 2,
The third intermittent unit includes a semiconductor switch connected in series between the first power storage device and the second power storage device,
The vehicle power supply control device, wherein the control unit observes a voltage of the second power storage device during an OFF period of the semiconductor switch.
前記制御部は、所定のフラグがセットされている間は、前記第2蓄電装置の電圧が前記第1閾値以下であるか否かにかかわらず、前記イグニッションスイッチがオン操作されると、前記第2断続部を遮断状態、前記第3断続部を遮断状態、前記第1断続部を接続状態とする制御を実行することにより、前記第2蓄電装置から前記発電機のフィールドコイルに電流を印加して前記発電機に発電を行わせ、かつ前記発電機の発電電力により前記第1断続部を介して前記第2蓄電装置を充電するように制御することを特徴とする車両用電源制御装置。 In the vehicle power supply control device according to claim 1 or 2,
When the ignition switch is turned on regardless of whether the voltage of the second power storage device is equal to or lower than the first threshold while the predetermined flag is set , the control unit The second power storage device applies a current from the second power storage device to the field coil of the generator by executing a control in which the two interrupted parts are in the shut-off state, the third interrupted part is in the shut-off state, and the first interrupted part is in the connected state And controlling the electric power to be generated by the generator and charging the second power storage device via the first intermittent portion with the electric power generated by the generator .
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