JP6411670B2 - VEHICLE POWER SUPPLY DEVICE, VEHICLE POWER SUPPLY SYSTEM, AND CONTROL METHOD FOR VEHICLE POWER SUPPLY DEVICE - Google Patents

VEHICLE POWER SUPPLY DEVICE, VEHICLE POWER SUPPLY SYSTEM, AND CONTROL METHOD FOR VEHICLE POWER SUPPLY DEVICE Download PDF

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Description

本発明は、車両用電力供給装置、車両用電力供給システム、および、車両用電力供給装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a vehicle power supply device, a vehicle power supply system, and a control method for a vehicle power supply device.

従来、車両用の電力供給システムには、電源として出力電圧が異なる２つのバッテリとを備えたものが知られている（特許文献１）。   2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle power supply system has been known that includes two batteries having different output voltages as a power source (Patent Document 1).

電力供給システムにおいては、鉛バッテリとリチウムイオンバッテリの電力を供給する経路に設けられたダイオードの故障を検出する必要があり、ＥＣＵ（Engine Control Unit）はこれらの故障を検出するための故障検出回路を備える。   In the power supply system, it is necessary to detect the failure of the diode provided in the path for supplying the power of the lead battery and the lithium ion battery, and the ECU (Engine Control Unit) detects the failure. Is provided.

しかし、この従来の故障検出回路では、例えば、リチウムイオンバッテリが所定の電圧を出力しない場合、ダイオードの短絡の故障を検出することができない問題があった。   However, in this conventional failure detection circuit, for example, when a lithium ion battery does not output a predetermined voltage, there is a problem that a failure of a short circuit of a diode cannot be detected.

特開２０１４−２３１３２４号公報JP 2014-231324 A

そこで、本発明では、バッテリの出力に拘わらず、ダイオードの故障を検出することが可能な車両用電力供給システムを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle power supply system that can detect a failure of a diode regardless of the output of a battery.

本発明の一態様に係る実施形態に従った車両用電力供給装置は、
第１の電源端子に第１の出力電圧を出力する第１のバッテリ、及び、前記第１の出力電圧よりも高い第２の出力電圧を第２の電源端子に出力する第２のバッテリの電力の供給を制御するための車両用電力供給装置であって、
一端が前記第２の電源端子に接続され、他端が固定電位に接続されたキャパシタと、
一端が前記第１の電源端子に接続されたリレーの他端が接続された第２ノードに出力が接続され、前記第２ノード、及び、アノードが前記第２ノードに接続され且つカソードが前記第２の電源端子に接続された電圧供給用ダイオードを介して、前記キャパシタをプリチャージするために、プリチャージ用の電圧を出力するプリチャージ回路と、
一端が前記第１の電源端子に接続されたメインスイッチの他端が接続された第１ノードであって、この第１ノードと前記電圧供給用ダイオードのアノードとの間に電圧供給用抵抗が接続される、第１ノードの第１ノード電圧、前記プリチャージ回路の出力の第２ノード電圧、及び、前記第２の電源端子のキャパシタ電圧を監視するとともに、前記リレー及び前記プリチャージ回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記メインスイッチがオンし且つ前記リレーをオフした状態で、前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧以上であるか否かを判断する第１の工程を実行し、
前記第１の工程において前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧未満であると判断した場合には、前記プリチャージ回路に前記プリチャージ用の電圧を出力させた後に、前記第２ノード電圧が予め設定された断線閾値電圧以上であるか否かを判断する第２の工程を実行し、
前記第２の工程において前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧未満であると判断した場合には、前記電圧供給用ダイオードが地絡故障し、又は、前記第２ノードと前記プリチャージ回路の出力との間が断線故障していると判断する
ことを特徴とする。A vehicle power supply device according to an embodiment of one aspect of the present invention includes:
The first battery that outputs the first output voltage to the first power supply terminal, and the power of the second battery that outputs the second output voltage higher than the first output voltage to the second power supply terminal A vehicle power supply device for controlling the supply of
A capacitor having one end connected to the second power supply terminal and the other end connected to a fixed potential;
An output is connected to the second node to which the other end of the relay having one end connected to the first power supply terminal is connected, the second node and the anode are connected to the second node, and the cathode is the first node. A precharge circuit for outputting a precharge voltage in order to precharge the capacitor via a voltage supply diode connected to two power supply terminals;
A first node having one end connected to the first power supply terminal and the other end of the main switch is connected, and a voltage supply resistor is connected between the first node and the anode of the voltage supply diode. Monitoring the first node voltage of the first node, the second node voltage of the output of the precharge circuit, and the capacitor voltage of the second power supply terminal, and controlling the relay and the precharge circuit. A control unit,
The controller is
Performing a first step of determining whether the capacitor voltage is equal to or higher than the first node voltage in a state where the main switch is turned on and the relay is turned off;
If it is determined in the first step that the capacitor voltage is less than the first node voltage, the second node voltage is set in advance after the precharge circuit outputs the precharge voltage. Performing a second step of determining whether or not the disconnection threshold voltage is equal to or higher than,
When it is determined in the second step that the second node voltage is less than the disconnection threshold voltage, the voltage supply diode has a ground fault, or the output of the second node and the precharge circuit It is characterized in that it is judged that there is a disconnection failure between.

前記車両用電力供給装置において、
前記制御部は、
前記第１の工程において前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧以上であると判断した場合、及び、前記第２の工程において前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧以上であると判断し且つ前記プリチャージ回路の前記プリチャージ用の電圧の出力が完了した場合には、前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧以上であるか否かを判断する第３の工程を実行し、
前記第３の工程において前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧未満であると判断した場合には、前記電圧供給用ダイオードが地絡故障し、又は、前記第２ノードと前記プリチャージ回路の出力との間が断線故障していると判断する
ことを特徴とする。In the vehicle power supply device,
The controller is
When it is determined in the first step that the capacitor voltage is greater than or equal to the first node voltage, and in the second step, it is determined that the second node voltage is greater than or equal to the disconnection threshold voltage and the pre-voltage When the output of the precharge voltage of the charge circuit is completed, a third step of determining whether or not the second node voltage is equal to or higher than the disconnection threshold voltage is executed.
When it is determined in the third step that the second node voltage is less than the disconnection threshold voltage, the voltage supply diode has a ground fault, or the output of the second node and the precharge circuit It is characterized in that it is judged that there is a disconnection failure between.

前記車両用電力供給装置において、
前記制御部は、
前記第３の工程において前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧以上であると判断した場合には、前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧よりも高い溶着閾値電圧以上であるか否かを判断する第４の工程を実行し、
前記第４の工程において前記第２ノード電圧が前記溶着閾値電圧未満であると判断した場合には、前記電圧供給用ダイオードが正常であると判断する
ことを特徴とする。In the vehicle power supply device,
The controller is
When it is determined in the third step that the second node voltage is equal to or higher than the disconnection threshold voltage, it is determined whether the second node voltage is equal to or higher than a welding threshold voltage higher than the disconnection threshold voltage. Perform the fourth step of
When it is determined in the fourth step that the second node voltage is lower than the welding threshold voltage, it is determined that the voltage supply diode is normal.

前記車両用電力供給装置において、
前記制御部は、
前記第４の工程において前記第２ノード電圧が前記溶着閾値電圧以上であると判断した場合には、前記第２ノード電圧が前記溶着閾値電圧よりも高い短絡閾値電圧以上であるか否かを判断する第５の工程を実行し、
前記第５の工程において前記第２ノード電圧が前記溶着閾値電圧よりも高い短絡閾値電圧以上である場合には、前記電圧供給用ダイオードが短絡故障していると判断し、一方、前記第２ノード電圧が前記溶着閾値電圧よりも高い短絡閾値電圧未満である場合には、前記リレーが溶着故障していると判断する
ことを特徴とする。In the vehicle power supply device,
The controller is
If it is determined in the fourth step that the second node voltage is equal to or higher than the welding threshold voltage, it is determined whether or not the second node voltage is equal to or higher than a short-circuit threshold voltage higher than the welding threshold voltage. Perform the fifth step,
In the fifth step, when the second node voltage is equal to or higher than a short-circuit threshold voltage higher than the welding threshold voltage, it is determined that the voltage supply diode is short-circuited, while the second node When the voltage is lower than the short-circuit threshold voltage higher than the welding threshold voltage, it is determined that the relay has a welding failure.

前記車両用電力供給装置において、
前記プリチャージ用の電圧は、
前記第１の電源端子の前記第１の出力電圧に基づいた電圧であることを特徴とする。In the vehicle power supply device,
The precharge voltage is
The voltage is based on the first output voltage of the first power supply terminal.

前記車両用電力供給装置において、
前記第１のバッテリは、鉛バッテリであり、
前記第２のバッテリは、リチウムイオンバッテリであることを特徴とする。In the vehicle power supply device,
The first battery is a lead battery;
The second battery is a lithium ion battery.

前記車両用電力供給装置において、
前記第２の電源端子と前記固定電位との間に接続された負荷を備え、前記負荷は、ハイブリッド二輪車に積載されるモータを駆動するドライバ回路である
ことを特徴とする。In the vehicle power supply device,
A load connected between the second power supply terminal and the fixed potential is provided, and the load is a driver circuit that drives a motor mounted on a hybrid motorcycle.

前記車両用電力供給装置において、
前記リレーのオン/オフを制御するリレー駆動回路をさらに備え、
前記リレー駆動回路は、
前記メインスイッチがオンした後、前記第１のバッテリの電圧を前記負荷に供給する場合には、前記リレーをオンする
ことを特徴とする。In the vehicle power supply device,
A relay drive circuit for controlling on / off of the relay,
The relay drive circuit is
When the voltage of the first battery is supplied to the load after the main switch is turned on, the relay is turned on.

前記車両用電力供給装置において、
前記車両用電力供給装置は、前記ハイブリッド二輪車に積載され、
前記モータは、前記ハイブリッド二輪車の内燃機関に接続され、
前記制御部は、前記ドライバ回路により前記モータを駆動することにより、前記内燃機関の起動及び／又は駆動する
ことを特徴とする。In the vehicle power supply device,
The vehicle power supply device is mounted on the hybrid motorcycle,
The motor is connected to an internal combustion engine of the hybrid motorcycle;
The controller is configured to start and / or drive the internal combustion engine by driving the motor by the driver circuit.

前記車両用電力供給装置において、
前記制御部は、
判断した故障に関する情報を、前記ハイブリッド二輪車のインジケータに出力することを特徴とする。In the vehicle power supply device,
The controller is
Information about the determined failure is output to an indicator of the hybrid motorcycle.

前記車両用電力供給装置において、
前記メインスイッチは、操作者の操作により、オン/オフが制御されるようになっており、前記メインスイッチがオフしているときは、前記リレーはオフすることを特徴とする。In the vehicle power supply device,
The main switch is controlled to be turned on / off by an operator's operation, and the relay is turned off when the main switch is turned off.

前記車両用電力供給装置において、
前記プリチャージ回路は、
カソードが前記第２ノードに接続されたプリチャージ用ダイオードと、
一端が前記プリチャージ用ダイオードのアノードに接続され、前記電圧供給用抵抗よりも抵抗値が小さいプリチャージ用抵抗と、
一端が前記プリチャージ用抵抗に接続され、他端が前記第１ノードに接続されたプリチャージ用スイッチ素子と、を備える
ことを特徴とする。In the vehicle power supply device,
The precharge circuit is
A precharging diode having a cathode connected to the second node;
One end is connected to the anode of the precharge diode, and a precharge resistor having a resistance value smaller than that of the voltage supply resistor;
A precharge switch element having one end connected to the precharge resistor and the other end connected to the first node.

前記車両用電力供給装置において、
前記プリチャージ回路は、
前記キャパシタをプリチャージするときには、前記プリチャージ用スイッチ素子をオンし、前記キャパシタをプリチャージしないときには、前記プリチャージ用スイッチ素子をオフすることを特徴とする。In the vehicle power supply device,
The precharge circuit is
When the capacitor is precharged, the precharge switch element is turned on, and when the capacitor is not precharged, the precharge switch element is turned off.

本発明の一態様に係る実施形態に従った車両用電力供給システムは、
第１の電源端子に第１の出力電圧を出力する第１のバッテリと、
前記第１の出力電圧よりも高い第２の出力電圧を第２の電源端子に出力する第２のバッテリと、
一端が前記第１の電源端子に接続され、他端が第１ノードに接続されたメインスイッチと、
一端が前記第１の電源端子に接続され、他端が第２ノードに接続されたリレーと、
アノードが前記第２ノードに接続され、カソードが前記第２の電源端子に接続された電圧供給用ダイオードと、
一端が前記第１ノードに接続され、他端が前記電圧供給用ダイオードのアノードに接続された電圧供給用抵抗と、
一端が前記第２の電源端子に接続され、他端が固定電位に接続されたキャパシタと、
前記第２ノードに出力が接続され、前記第２ノード及び前記電圧供給用ダイオードを介して前記キャパシタをプリチャージするために、プリチャージ用の電圧を出力するプリチャージ回路と、
前記第１ノードの第１ノード電圧、前記プリチャージ回路の出力の第２ノード電圧、及び、前記第２の電源端子のキャパシタ電圧を監視するとともに、前記リレー及び前記プリチャージ回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記メインスイッチがオンし且つ前記リレーをオフした状態で、前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧以上であるか否かを判断する第１の工程を実行し、
前記第１の工程において前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧未満であると判断した場合には、前記プリチャージ回路に前記プリチャージ用の電圧を出力させた後に、前記第２ノード電圧が予め設定された断線閾値電圧以上であるか否かを判断する第２の工程を実行し、
前記第２の工程において前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧未満であると判断した場合には、前記電圧供給用ダイオードが地絡故障し、又は、前記第２ノードと前記プリチャージ回路の出力との間が断線故障していると判断する
ことを特徴とする。A vehicle power supply system according to an embodiment of one aspect of the present invention includes:
A first battery that outputs a first output voltage to a first power supply terminal;
A second battery that outputs a second output voltage higher than the first output voltage to a second power supply terminal;
A main switch having one end connected to the first power supply terminal and the other end connected to the first node;
A relay having one end connected to the first power supply terminal and the other end connected to a second node;
A voltage supply diode having an anode connected to the second node and a cathode connected to the second power supply terminal;
A voltage supply resistor having one end connected to the first node and the other end connected to the anode of the voltage supply diode;
A capacitor having one end connected to the second power supply terminal and the other end connected to a fixed potential;
An output connected to the second node, and a precharge circuit for outputting a precharge voltage to precharge the capacitor via the second node and the voltage supply diode;
A control unit that monitors the first node voltage of the first node, the second node voltage of the output of the precharge circuit, and the capacitor voltage of the second power supply terminal, and controls the relay and the precharge circuit And comprising
The controller is
Performing a first step of determining whether the capacitor voltage is equal to or higher than the first node voltage in a state where the main switch is turned on and the relay is turned off;
If it is determined in the first step that the capacitor voltage is less than the first node voltage, the second node voltage is set in advance after the precharge circuit outputs the precharge voltage. Performing a second step of determining whether or not the disconnection threshold voltage is equal to or higher than,
When it is determined in the second step that the second node voltage is less than the disconnection threshold voltage, the voltage supply diode has a ground fault, or the output of the second node and the precharge circuit It is characterized in that it is judged that there is a disconnection failure between.

本発明の一態様に係る実施形態に従った車両用電力供給装置の制御方法は、
第１の電源端子に第１の出力電圧を出力する第１のバッテリ、及び、前記第１の出力電圧よりも高い第２の出力電圧を第２の電源端子に出力する第２のバッテリの電力の供給を制御するための車両用電力供給装置であって、一端が前記第２の電源端子に接続され、他端が固定電位に接続されたキャパシタと、一端が前記第１の電源端子に接続されたリレーの他端が接続された第２ノードに出力が接続され、前記第２ノード、及び、アノードが前記第２ノードに接続され且つカソードが前記第２の電源端子に接続された電圧供給用ダイオードを介して、前記キャパシタをプリチャージするために、プリチャージ用の電圧を出力するプリチャージ回路と、一端が前記第１の電源端子に接続されたメインスイッチの他端が接続された第１ノードであって、この第１ノードと前記電圧供給用ダイオードのアノードとの間に電圧供給用抵抗が接続される、第１ノードの第１ノード電圧、前記プリチャージ回路の出力の第２ノード電圧、及び、前記第２の電源端子のキャパシタ電圧を監視するとともに、前記リレー及び前記プリチャージ回路を制御する制御部と、を備えた車両用電力供給装置の制御方法であって、
前記制御部により、前記メインスイッチがオンし且つ前記リレーをオフした状態で、前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧以上であるか否かを判断する第１の工程を実行し、
前記制御部により、前記第１の工程において前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧未満であると判断した場合には、前記プリチャージ回路に前記プリチャージ用の電圧を出力させた後に、前記第２ノード電圧が予め設定された断線閾値電圧以上であるか否かを判断する第２の工程を実行し、
前記制御部により、前記第２の工程において前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧未満であると判断した場合には、前記電圧供給用ダイオードが地絡故障し、又は、前記第２ノードと前記プリチャージ回路の出力との間が断線故障していると判断する
ことを特徴とする。A control method for a vehicle power supply device according to an embodiment of one aspect of the present invention includes:
The first battery that outputs the first output voltage to the first power supply terminal, and the power of the second battery that outputs the second output voltage higher than the first output voltage to the second power supply terminal A power supply device for a vehicle for controlling the supply of a capacitor, one end connected to the second power supply terminal, the other end connected to a fixed potential, and one end connected to the first power supply terminal A voltage supply in which an output is connected to a second node to which the other end of the relay is connected, the second node and the anode are connected to the second node, and the cathode is connected to the second power supply terminal A precharge circuit for outputting a precharge voltage to precharge the capacitor via a diode, and a first switch having one end connected to the first power supply terminal and the other end connected to the first power supply terminal. 1 node A voltage supply resistor is connected between the first node and the anode of the voltage supply diode, a first node voltage of the first node, a second node voltage of the output of the precharge circuit, and A control method for a vehicle power supply apparatus, comprising: a controller that monitors a capacitor voltage of the second power supply terminal and controls the relay and the precharge circuit;
The control unit performs a first step of determining whether the capacitor voltage is equal to or higher than the first node voltage in a state where the main switch is turned on and the relay is turned off,
When the control unit determines that the capacitor voltage is lower than the first node voltage in the first step, the control unit causes the precharge circuit to output the precharge voltage and then outputs the second voltage. Performing a second step of determining whether the node voltage is equal to or higher than a preset disconnection threshold voltage;
When the control unit determines that the second node voltage is less than the disconnection threshold voltage in the second step, the voltage supply diode has a ground fault, or the second node and the It is judged that a disconnection failure has occurred between the output of the precharge circuit.

本発明の一態様に係る車両用電力供給システムは、第１の電源端子に第１の出力電圧を出力する第１のバッテリと、第１の出力電圧よりも高い第２の出力電圧を第２の電源端子に出力する第２のバッテリと、一端が第１の電源端子に接続され、他端が第１ノードに接続されたメインスイッチと、一端が第１の電源端子に接続され、他端が第２ノードに接続されたリレーと、アノードが第２ノードに接続され、カソードが第２の電源端子に接続された電圧供給用ダイオードと、一端が前記第１ノードに接続され、他端が前記電圧供給用ダイオードのアノードに接続された電圧供給用抵抗と、一端が第２の電源端子に接続され、他端が固定電位に接続されたキャパシタと、第２ノードに出力が接続され、第２ノード及び電圧供給用ダイオードを介してキャパシタをプリチャージするために、プリチャージ用の電圧を出力するプリチャージ回路と、第１ノードの第１ノード電圧、プリチャージ回路の出力の第２ノード電圧、及び、第２の電源端子のキャパシタ電圧を監視するとともに、リレー及びプリチャージ回路を制御する制御部と、を備える。   A vehicle power supply system according to an aspect of the present invention includes a first battery that outputs a first output voltage to a first power supply terminal, and a second output voltage that is higher than the first output voltage. A second battery that outputs to the power supply terminal, a main switch having one end connected to the first power supply terminal and the other end connected to the first node, and one end connected to the first power supply terminal Is connected to the second node, the anode is connected to the second node, the cathode is connected to the second power supply terminal, one end is connected to the first node, and the other end is connected to the second node. A voltage supply resistor connected to the anode of the voltage supply diode; a capacitor having one end connected to the second power supply terminal and the other end connected to a fixed potential; and an output connected to the second node; Via two nodes and voltage supply diode A precharge circuit for outputting a precharge voltage, a first node voltage at the first node, a second node voltage at the output of the precharge circuit, and a second power supply terminal. And a controller that monitors the capacitor voltage and controls the relay and the precharge circuit.

そして、制御部は、メインスイッチがオンし且つリレーをオフした状態で、キャパシタ電圧が第１ノード電圧以上であるか否かを判断する第１の工程を実行し、第１の工程においてキャパシタ電圧が第１ノード電圧未満であると判断した場合には、プリチャージ回路にプリチャージ用の電圧を出力させている間に、第２ノード電圧が予め設定された断線閾値電圧以上であるか否かを判断する第２の工程を実行し、第２ノード電圧が断線閾値電圧未満である場合には、電圧供給用ダイオードが地絡故障し、又は、第２ノードとプリチャージ回路の出力との間が断線故障していると判断する。   Then, the control unit executes a first step of determining whether or not the capacitor voltage is equal to or higher than the first node voltage in a state where the main switch is turned on and the relay is turned off, and the capacitor voltage is determined in the first step. Is determined to be less than the first node voltage, whether or not the second node voltage is equal to or higher than a preset disconnection threshold voltage while the precharge circuit outputs a precharge voltage. If the second node voltage is less than the disconnection threshold voltage, the voltage supply diode has a ground fault or the second node and the output of the precharge circuit. Is determined to be broken.

このように、本発明に係る車両用電力供給システムは、ダイオードの故障を検出するために、当該ダイオードのカソードの電圧を所定の電圧に充電するためのプリチャージ回路を備える。そして、プリチャージ回路によりプリチャージ用の電圧を印加し、各ノードの電圧を所定の閾値と比較することにより、ダイオードの故障を検出する。   As described above, the vehicle power supply system according to the present invention includes a precharge circuit for charging the voltage of the cathode of the diode to a predetermined voltage in order to detect a failure of the diode. Then, a precharge voltage is applied by the precharge circuit, and the failure of the diode is detected by comparing the voltage of each node with a predetermined threshold value.

これにより、第２のバッテリの出力に拘わらず、ダイオードの故障を検出することができる。   Thereby, the failure of the diode can be detected regardless of the output of the second battery.

図１は、本実施形態に係る車両用電力供給システムを示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a vehicle power supply system according to the present embodiment. 図２は、図１に示す車両用電力供給システム１００のプリチャージ時の電流経路の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a current path during precharging of the vehicle power supply system 100 illustrated in FIG. 1. 図３は、図１に示す車両用電力供給システムの故障検出のための動作フローの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an operation flow for detecting a failure in the vehicle power supply system illustrated in FIG. 1. 図４は、図１に示す車両用電力供給システムの故障検出の特性の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of failure detection characteristics of the vehicle power supply system shown in FIG. 図５Ａは、故障が無い場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後のプリチャージの時間と、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。FIG. 5A is a diagram illustrating an example of the relationship between the precharge time after the main switch MSW is turned on, the second node voltage VRELAY, and the capacitor voltage BATP when there is no failure. 図５Ｂは、故障が無い場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後にプリチャージしないときの、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a relationship between the second node voltage VRELAY and the capacitor voltage BATP when the pre-charge is not performed after the main switch MSW is turned on when there is no failure. 図６Ａは、断線故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後のプリチャージの時間と、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。FIG. 6A is a diagram illustrating an example of the relationship between the precharge time after the main switch MSW is turned on, the second node voltage VRELAY, and the capacitor voltage BATP when there is a disconnection failure. 図６Ｂは、断線故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後にプリチャージしないときの、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。FIG. 6B is a diagram illustrating an example of a relationship between the second node voltage VRELAY and the capacitor voltage BATP when the pre-charge is not performed after the main switch MSW is turned on when there is a disconnection failure. 図７Ａは、地絡故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後のプリチャージの時間と、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。FIG. 7A is a diagram illustrating an example of the relationship between the precharge time after the main switch MSW is turned on, the second node voltage VRELAY, and the capacitor voltage BATP when there is a ground fault. 図７Ｂは、地絡故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後にプリチャージしないときの、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。FIG. 7B is a diagram illustrating an example of a relationship between the second node voltage VRELAY and the capacitor voltage BATP when precharging is not performed after the main switch MSW is turned on when there is a ground fault. 図８Ａは、短絡故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後のプリチャージの時間と、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。FIG. 8A is a diagram illustrating an example of the relationship between the precharge time after the main switch MSW is turned on, the second node voltage VRELAY, and the capacitor voltage BATP when there is a short circuit failure. 図８Ｂは、短絡故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後にプリチャージしないときの、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。FIG. 8B is a diagram illustrating an example of the relationship between the second node voltage VRELAY and the capacitor voltage BATP when precharging is not performed after the main switch MSW is turned on when there is a short circuit failure. 図９Ａは、溶着故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後のプリチャージの時間と、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。FIG. 9A is a diagram illustrating an example of the relationship between the precharge time after the main switch MSW is turned on, the second node voltage VRELAY, and the capacitor voltage BATP when there is a welding failure. 図９Ｂは、溶着故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後にプリチャージしないときの、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。FIG. 9B is a diagram illustrating an example of the relationship between the second node voltage VRELAY and the capacitor voltage BATP when pre-charging is not performed after the main switch MSW is turned on when there is a welding failure.

以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第１の実施形態First embodiment

図１は、本実施形態に係る車両用電力供給システムを示す図である。また、図２は、図１に示す車両用電力供給システム１００のプリチャージ時の電流経路の一例を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a vehicle power supply system according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram showing an example of a current path during precharging of the vehicle power supply system 100 shown in FIG.

本実施形態に係る車両用電力供給システム１００は、例えば、図１に示すように、第１のバッテリ（鉛バッテリ）Ｂ１と、第２のバッテリ（リチウムイオンバッテリ）Ｂ２と、第１の電源端子ＴＤ１と、第２の電源端子ＴＤ２と、メインスイッチＭＳＷと、リレーＪＲと、電圧供給用抵抗Ｒ１と、電圧供給用ダイオードＤＳと、電圧検出回路ＶＤ１〜ＶＤ３と、リレー駆動回路ＲＤと、キャパシタＣ１と、プリチャージ回路ＰＣと、制御部ＣＯＮと、負荷ＬＯＡＤと、モータＭと、内燃機関（エンジン）Ｅと、表示部Ｉと、を備える。   As shown in FIG. 1, for example, the vehicle power supply system 100 according to the present embodiment includes a first battery (lead battery) B1, a second battery (lithium ion battery) B2, and a first power supply terminal. TD1, second power supply terminal TD2, main switch MSW, relay JR, voltage supply resistor R1, voltage supply diode DS, voltage detection circuits VD1 to VD3, relay drive circuit RD, and capacitor C1 A precharge circuit PC, a control unit CON, a load LOAD, a motor M, an internal combustion engine (engine) E, and a display unit I.

なお、電圧検出回路ＶＤ１〜ＶＤ３と、リレー駆動回路ＲＤと、キャパシタＣ１と、プリチャージ回路ＰＣと、制御部ＣＯＮと、負荷ＬＯＡＤとは、車両用電力供給装置Ｚを構成する。そして、この車両用電力供給装置Ｚは、ＥＣＵ（Engine Control Unit）に含まれる。この車両用電力供給装置Ｚは、第１のバッテリＢ１と第２のバッテリＢ２の電力の供給を制御するようになっている。   The voltage detection circuits VD1 to VD3, the relay drive circuit RD, the capacitor C1, the precharge circuit PC, the control unit CON, and the load LOAD constitute a vehicle power supply device Z. The vehicle power supply device Z is included in an ECU (Engine Control Unit). The vehicle power supply device Z is configured to control the power supply of the first battery B1 and the second battery B2.

この図１に示す車両用電力供給システム１００は、例えば、ハイブリッド二輪車に積載されるようになっている。   The vehicle power supply system 100 shown in FIG. 1 is mounted on, for example, a hybrid motorcycle.

そして、車両用電力供給システム１００は、モータ（モータジェネレータ）Ｍで発電した交流電圧を用いて、該ハイブリッド二輪車に積載される第１、第２のバッテリＢ１、Ｂ２の充放電を制御するようになっている。   The vehicle power supply system 100 controls charging / discharging of the first and second batteries B1 and B2 loaded on the hybrid motorcycle using the AC voltage generated by the motor (motor generator) M. It has become.

すなわち、上記モータＭは、該ハイブリッド二輪車の内燃機関Ｅに接続されている。そして、このモータＭは、例えば、該ハイブリッド二輪車の内燃機関Ｅにより駆動されるオルタネータ（発電機）として機能することが可能になっている。   That is, the motor M is connected to the internal combustion engine E of the hybrid motorcycle. The motor M can function as an alternator (generator) driven by the internal combustion engine E of the hybrid motorcycle, for example.

一方、モータＭは、該ハイブリッド二輪車の内燃機関Ｅを駆動するモータとしても機能することが可能になっている。この場合、このモータＭは、該ハイブリッド二輪車の内制御部ＣＯＮは、第１又は第２のバッテリＢ１、Ｂ２が出力する電力で、モータＭを駆動することにより、内燃機関Ｅを起動し、及び／又は、内燃機関Ｅを駆動する（回転をアシストする）ようになっている。   On the other hand, the motor M can also function as a motor for driving the internal combustion engine E of the hybrid motorcycle. In this case, the motor M is configured such that the internal control unit CON of the hybrid motorcycle starts the internal combustion engine E by driving the motor M with the electric power output from the first or second battery B1, B2. Alternatively, the internal combustion engine E is driven (rotation is assisted).

このように、モータＭは、内燃機関Ｅに接続されており、内燃機関Ｅを駆動する駆動機能と、内燃機関Ｅの駆動で発電して交流電圧を出力する発電機能とを備えている。   Thus, the motor M is connected to the internal combustion engine E and has a drive function for driving the internal combustion engine E and a power generation function for generating electric power by driving the internal combustion engine E and outputting an AC voltage.

ここで、負荷ＬＯＡＤは、図１に示すように、第２の電源端子ＴＤ２と固定電位（接地電位）との間に接続されている。そして、この負荷ＬＯＡＤは、第２の電源端子ＴＤ２の電圧により駆動するようになっている。   Here, as shown in FIG. 1, the load LOAD is connected between the second power supply terminal TD2 and a fixed potential (ground potential). The load LOAD is driven by the voltage of the second power supply terminal TD2.

この負荷ＬＯＡＤは、例えば、図１に示すように、該ハイブリッド二輪車に積載されるモータＭを駆動するドライバ回路（Ｈブリッジ回路）である。   The load LOAD is, for example, a driver circuit (H bridge circuit) that drives a motor M mounted on the hybrid motorcycle as shown in FIG.

なお、この負荷ＬＯＡＤは、例えば、該ハイブリッド二輪車のライト、ウインカー、内燃機関Ｅの点火を制御するためのイグニッションコイル、内燃機関Ｅに燃料を供給するためのフュエルポンプ、又は、内燃機関Ｅの供給する燃料を噴射するインジェクタ等、内燃機関Ｅの始動（駆動）のために必要な機構であってもよい。   The load LOAD is, for example, a light of the hybrid motorcycle, a winker, an ignition coil for controlling ignition of the internal combustion engine E, a fuel pump for supplying fuel to the internal combustion engine E, or a supply of the internal combustion engine E It may be a mechanism necessary for starting (driving) the internal combustion engine E, such as an injector for injecting fuel.

また、メインスイッチＭＳＷは、一端が第１の電源端子ＴＤ１に接続され、他端が第１ノードＮ１に接続されている。   The main switch MSW has one end connected to the first power supply terminal TD1 and the other end connected to the first node N1.

このメインスイッチＭＳＷは、オンすることにより第１の電源端子ＴＤ１の電圧を負荷ＬＯＡＤに供給し、一方、オフすることにより第１の電源端子ＴＤ１の電圧の負荷ＬＯＡＤへの供給を遮断するようになっている。   The main switch MSW is turned on to supply the voltage of the first power supply terminal TD1 to the load LOAD, and is turned off to cut off the supply of the voltage of the first power supply terminal TD1 to the load LOAD. It has become.

そして、このメインスイッチＭＳＷは、ユーザの操作によりオン／オフが制御されるようになっている。このメインスイッチＭＳＷがオフしているときは、リレーはオフするようになっている。   The main switch MSW is controlled to be turned on / off by a user operation. When the main switch MSW is turned off, the relay is turned off.

また、第１のバッテリＢ１は、正極が第１の電源端子ＴＤ１に接続され、負極が該固定電位（接地電位）に接続されている。   The first battery B1 has a positive electrode connected to the first power supply terminal TD1 and a negative electrode connected to the fixed potential (ground potential).

この第１のバッテリＢ１は、第１の電源端子ＴＤ１に第１の出力電圧（例えば、１４Ｖ）を出力するようになっている。既述のように、第１のバッテリＢ１は、例えば、鉛バッテリである。   The first battery B1 outputs a first output voltage (for example, 14V) to the first power supply terminal TD1. As described above, the first battery B1 is, for example, a lead battery.

この第１のバッテリＢ１の電力は、第２のバッテリＢ２に異常が無い場合、内燃機関Ｅの始動、ライトや車両用電力供給装置Ｚの駆動のために用いられる。なお、この第１のバッテリＢ１の電力は、第２のバッテリＢ２に異常がある場合、内燃機関Ｅの駆動（回転のアシスト）にも用いられる。   The electric power of the first battery B1 is used for starting the internal combustion engine E and driving the lights and the vehicle power supply device Z when there is no abnormality in the second battery B2. The electric power of the first battery B1 is also used for driving the internal combustion engine E (rotation assist) when there is an abnormality in the second battery B2.

なお、モータＭが発電した交流電圧をドライバ回路（Ｈブリッジ回路）である負荷ＬＯＡＤで変換した直流電圧を、ダウンレギュレータ（図示せず）で降圧した電圧により、鉛バッテリである第１のバッテリＢ１が充電されることとなる。   The first battery B1 that is a lead battery is a voltage obtained by stepping down a DC voltage obtained by converting the AC voltage generated by the motor M with a load LOAD that is a driver circuit (H bridge circuit) by a down regulator (not shown). Will be charged.

また、第２のバッテリＢ２は、正極が第２の電源端子ＴＤ２に接続され、負極が該固定電位（接地電位）に接続されている。   The second battery B2 has a positive electrode connected to the second power supply terminal TD2 and a negative electrode connected to the fixed potential (ground potential).

この第２のバッテリ（リチウムイオンバッテリ）Ｂ２は、第１の出力電圧（例えば、１４Ｖ）よりも高い第２の出力電圧（例えば、５０Ｖ）を第２の電源端子ＴＤ２に出力するようになっている。既述のように、第２のバッテリは、例えば、リチウムイオンバッテリである。   The second battery (lithium ion battery) B2 outputs a second output voltage (for example, 50V) higher than the first output voltage (for example, 14V) to the second power supply terminal TD2. Yes. As described above, the second battery is, for example, a lithium ion battery.

なお、この第２のバッテリＢ２は、モータＭが発電した交流電圧をドライバ回路ＬＯＡＤで変換した直流電圧により、充電されるようになっている。   The second battery B2 is charged with a DC voltage obtained by converting the AC voltage generated by the motor M by the driver circuit LOAD.

また、リレーＪＲは、一端が第１の電源端子ＴＤ１に接続され、他端が第２ノードＮ２に接続されている。   The relay JR has one end connected to the first power supply terminal TD1 and the other end connected to the second node N2.

また、リレー駆動回路ＲＤは、リレーＪＲのオン/オフを制御するようになっている。   Further, the relay drive circuit RD controls on / off of the relay JR.

例えば、リレー駆動回路ＲＤは、メインスイッチがオンした後、第１のバッテリＢ１の第１の出力電圧を負荷ＬＯＡＤに供給する場合には、リレーＪＲをオンするようになっている。   For example, the relay drive circuit RD turns on the relay JR when supplying the first output voltage of the first battery B1 to the load LOAD after the main switch is turned on.

また、電圧供給用ダイオードＤＳは、アノードが第２ノードＮ２に接続され、カソードが第２の電源端子ＴＤ２に接続されている。   The voltage supply diode DS has an anode connected to the second node N2 and a cathode connected to the second power supply terminal TD2.

また、電圧供給用抵抗Ｒ１は、一端が第１ノードＮ１に接続され、他端が電圧供給用ダイオードＤＳのアノードに接続されている。   The voltage supply resistor R1 has one end connected to the first node N1 and the other end connected to the anode of the voltage supply diode DS.

なお、電圧供給用ダイオードＤＳと電圧供給用抵抗Ｒ１は、第１のバッテリＢ１の電力を負荷ＬＯＡＤに供給するためのジャンクションユニットＪＵを構成する。   The voltage supply diode DS and the voltage supply resistor R1 constitute a junction unit JU for supplying the power of the first battery B1 to the load LOAD.

また、キャパシタＣ１は、一端が第２の電源端子ＴＤ２に接続され、他端が固定電位（接地電位）に接続されている。このキャパシタＣ１に充電された電圧が、負荷ＬＯＡＤに供給されるようになっている。   The capacitor C1 has one end connected to the second power supply terminal TD2 and the other end connected to a fixed potential (ground potential). The voltage charged in the capacitor C1 is supplied to the load LOAD.

また、プリチャージ回路ＰＣは、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に接続されている。このプリチャージ回路ＰＣは、第２ノードＮ２に出力（プリチャージ用ダイオードＤＰのカソード）が接続されている。   The precharge circuit PC is connected between the first node N1 and the second node N2. In the precharge circuit PC, an output (a cathode of the precharge diode DP) is connected to the second node N2.

このプリチャージ回路ＰＣＸは、第２ノードＮ２及び電圧供給用ダイオードＤＳを介してキャパシタＣ１をプリチャージするために、プリチャージ用の電圧を出力するようになっている。   The precharge circuit PCX outputs a precharge voltage in order to precharge the capacitor C1 via the second node N2 and the voltage supply diode DS.

なお、既述のプリチャージ用の電圧は、例えば、第１の電源端子ＴＤ１の第１の出力電圧に基づいた電圧である。   Note that the precharge voltage described above is, for example, a voltage based on the first output voltage of the first power supply terminal TD1.

このプリチャージ回路ＰＣは、例えば、図１に示すように、プリチャージ用ダイオードＤＰと、プリチャージ用抵抗ＲＰと、プリチャージ用スイッチ素子ＳＷＰと、を備える。   For example, as shown in FIG. 1, the precharge circuit PC includes a precharge diode DP, a precharge resistor RP, and a precharge switch element SWP.

プリチャージ用ダイオードＤＰは、カソードが第２ノードＮ２に接続されている。   The precharge diode DP has a cathode connected to the second node N2.

また、プリチャージ用抵抗ＲＰは、一端がプリチャージ用ダイオードＤＰのアノードに接続されている。   One end of the precharging resistor RP is connected to the anode of the precharging diode DP.

このプリチャージ用抵抗ＲＰは、電圧供給用抵抗Ｒ１よりも抵抗値が小さくなるように設定されている。   The precharge resistor RP is set to have a smaller resistance value than the voltage supply resistor R1.

また、プリチャージ用スイッチ素子ＳＷＰは、一端がプリチャージ用抵抗ＲＰに接続され、他端が第１ノードＮ１に接続されている。   The precharge switch element SWP has one end connected to the precharge resistor RP and the other end connected to the first node N1.

このような構成を有するプリチャージ回路ＰＣは、キャパシタＣ１をプリチャージするときには、プリチャージ用スイッチ素子ＳＷＰをオンする。   The precharge circuit PC having such a configuration turns on the precharge switch element SWP when the capacitor C1 is precharged.

これにより、第２ノードＮ２及び電圧供給用ダイオードＤＳを介して第２の電源端子ＴＤ２に故障検出用の電圧が印加されることとなる（図２の電流経路ＩＰ）。   As a result, a failure detection voltage is applied to the second power supply terminal TD2 via the second node N2 and the voltage supply diode DS (current path IP in FIG. 2).

すなわち、図２のメインスイッチＭＳＷがオンしたときの電流経路ＩＳに、プリチャージによる電流経路ＩＰが追加されるため、キャパシタＣ１を急速に充電し、後述の故障を判定するための故障判定時間を短縮することができる。   That is, since a current path IP by precharging is added to the current path IS when the main switch MSW of FIG. 2 is turned on, a failure determination time for rapidly charging the capacitor C1 and determining a failure described later is provided. It can be shortened.

一方、プリチャージ回路ＰＣは、キャパシタＣ１をプリチャージしないときには、プリチャージ用スイッチ素子ＳＷＰをオフする。   On the other hand, the precharge circuit PC turns off the precharge switch element SWP when the capacitor C1 is not precharged.

これにより、第１ノードＮ１とプリチャージ用ダイオードＤＰとの間が遮断され、プリチャージ回路ＰＣＸはプリチャージのための電圧を出力しない。   As a result, the first node N1 is disconnected from the precharge diode DP, and the precharge circuit PCX does not output a precharge voltage.

なお、既述のように、プリチャージ用抵抗ＲＰの抵抗値が電圧供給用抵抗Ｒ１の抵抗値よりも小さくなるように設定することで、プリチャージ回路ＰＣの小型化を図ることができる。   As described above, the precharge circuit PC can be reduced in size by setting the resistance value of the precharge resistor RP to be smaller than the resistance value of the voltage supply resistor R1.

また、表示部Ｉは、所定の情報をユーザに表示するようになっている。この表示部Ｉは、第２の電源端子ＴＤ２の電圧（第２のバッテリＢ２の第２のバッテリ電圧）、又は、ダウンレギュレータＤＲが出力する降圧電圧で駆動するようになっている。   The display unit I displays predetermined information to the user. The display unit I is driven by the voltage of the second power supply terminal TD2 (second battery voltage of the second battery B2) or the step-down voltage output from the down regulator DR.

この表示部Ｉは、例えば、制御部ＣＯＮが判断した故障に関する情報を表示する、該ハイブリッド二輪車のインジケータである。   The display unit I is, for example, an indicator of the hybrid motorcycle that displays information on the failure determined by the control unit CON.

また、電圧検出回路ＶＤ１は、第１ノードＮ１の第１ノード電圧ＶＭＳを検出し、この検出結果を制御部ＣＯＮに出力するようになっている。   The voltage detection circuit VD1 detects the first node voltage VMS at the first node N1, and outputs the detection result to the control unit CON.

また、電圧検出回路ＶＤ２は、第２ノードＮ２（プリチャージ回路ＰＣの出力の電圧）の第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹを検出し、この検出結果を制御部ＣＯＮに出力するようになっている。なお、第２ノードＮ２とプリチャージ回路ＰＣの出力との間の配線に断線故障が発生した場合には、電圧検出回路ＶＤ２は、プリチャージ回路ＰＣの出力の電圧を検出して、この検出結果を制御部ＣＯＮに出力することとなる。また、この電圧検出回路ＶＤ２は、プリチャージ回路ＰＣの出力と該接地電位との間に接続された抵抗を含む。   The voltage detection circuit VD2 detects the second node voltage VRELAY of the second node N2 (the output voltage of the precharge circuit PC) and outputs the detection result to the control unit CON. When a disconnection failure occurs in the wiring between the second node N2 and the output of the precharge circuit PC, the voltage detection circuit VD2 detects the voltage of the output of the precharge circuit PC, and the detection result Is output to the control unit CON. The voltage detection circuit VD2 includes a resistor connected between the output of the precharge circuit PC and the ground potential.

また、電圧検出回路ＶＤ３は、第２の電源端子ＴＤ２のキャパシタ電圧ＢＡＴＰを検出し、この検出結果を制御部ＣＯＮに出力するようになっている。   The voltage detection circuit VD3 detects the capacitor voltage BATP at the second power supply terminal TD2, and outputs the detection result to the control unit CON.

また、制御部ＣＯＮは、既述のように、モータＭを駆動することにより、内燃機関Ｅの起動及び／又は駆動するようになっている。この制御部ＣＯＮは、第１のバッテリ（鉛バッテリ）Ｂ１が出力する第１の出力電圧で動作するようになっている。   Further, as described above, the control unit CON drives and drives the internal combustion engine E by driving the motor M. The control unit CON operates at the first output voltage output from the first battery (lead battery) B1.

特に、制御部ＣＯＮは、ドライバ回路（Ｈブリッジ回路）である負荷ＬＯＡＤを制御して、第２の電源端子ＴＤ２の直流電圧を変換した交流電圧（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のモータ電流）をモータＭに供給することで、モータＭを駆動させて内燃機関Ｅを駆動するようになっている。   In particular, the control unit CON controls the load LOAD, which is a driver circuit (H bridge circuit), and converts the DC voltage of the second power supply terminal TD2 (U-phase, V-phase, and W-phase motor currents). Is supplied to the motor M, and the motor M is driven to drive the internal combustion engine E.

一方、制御部ＣＯＮは、ドライバ回路（Ｈブリッジ回路）である負荷ＬＯＡＤにより、内燃機関Ｅの駆動により発電するモータジェネレータＭが出力する交流電圧を直流電圧に変換して、第２の電源端子ＴＤ２に供給するようになっている。   On the other hand, the control unit CON converts the AC voltage output from the motor generator M, which generates power by driving the internal combustion engine E, into a DC voltage by using a load LOAD which is a driver circuit (H bridge circuit), and outputs the second power supply terminal TD2. To supply.

また、制御部ＣＯＮは、電圧検出回路ＶＤ１〜ＶＤ３の検出結果に基づいて、第１ノードＮ１の第１ノード電圧ＶＭＳ、プリチャージ回路ＰＣの出力（第２ノードＮ２）の第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ、及び、第２の電源端子ＴＤ２のキャパシタ電圧ＢＡＴＰを監視するようになっている。   Further, the control unit CON, based on the detection results of the voltage detection circuits VD1 to VD3, the first node voltage VMS of the first node N1, the second node voltage VRELAY of the output of the precharge circuit PC (second node N2), In addition, the capacitor voltage BATP of the second power supply terminal TD2 is monitored.

この制御部ＣＯＮは、リレー駆動回路ＲＤにより、リレーＪＲのオン/オフを制御するとともに、プリチャージ回路ＰＣ（プリチャージ用スイッチ素子ＳＷＰのオン/オフ）を制御するようになっている。   The control unit CON controls the ON / OFF of the relay JR by the relay drive circuit RD and controls the precharge circuit PC (ON / OFF of the precharge switch element SWP).

そして、制御部ＣＯＮは、監視している各電圧に基づいて、後述の各故障を判断（検出）するようになっている。   Then, the control unit CON determines (detects) each failure described later based on each monitored voltage.

次に、以上のような構成を有する車両用電力供給システム１００の制御方法の動作フローの一例について説明する。図３は、図１に示す車両用電力供給システムの故障検出のための動作フローの一例を示す図である。また、図４は、図１に示す車両用電力供給システムの故障検出の特性の一例を示す図である。   Next, an example of the operation flow of the control method of the vehicle power supply system 100 having the above configuration will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an operation flow for detecting a failure in the vehicle power supply system illustrated in FIG. 1. FIG. 4 is a diagram showing an example of failure detection characteristics of the vehicle power supply system shown in FIG.

例えば、ユーザによりメインスイッチＭＳＷがオンされると、車両用電力供給装置Ｚに第１のバッテリＢ１の電力が供給されて、制御部ＣＯＮが起動する。そして、電圧検出回路ＶＤ１〜ＶＤ３の検出結果に基づいて、第１ノードＮ１の第１ノード電圧ＶＭＳ、プリチャージ回路ＰＣの出力（第２ノードＮ２）の第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ、及び、第２の電源端子ＴＤ２のキャパシタ電圧ＢＡＴＰを監視する。   For example, when the main switch MSW is turned on by the user, the power of the first battery B1 is supplied to the vehicle power supply device Z, and the control unit CON is activated. Based on the detection results of the voltage detection circuits VD1 to VD3, the first node voltage VMS of the first node N1, the second node voltage VRELAY of the output of the precharge circuit PC (second node N2), and the second The capacitor voltage BATP at the power supply terminal TD2 is monitored.

なお、このとき、第２のバッテリ（リチウムイオンバッテリ）Ｂ２が正常である場合には、第２の電源端子ＴＤ２には、第１の出力電圧よりも高い第２の出力電圧が印加されることになる。しかし、第２のバッテリ（リチウムイオンバッテリ）Ｂ２に異常があり、所定の電圧を出力していない場合には、該第２の出力電圧は第２の電源端子ＴＤ２に印加されない。   At this time, when the second battery (lithium ion battery) B2 is normal, a second output voltage higher than the first output voltage is applied to the second power supply terminal TD2. become. However, when the second battery (lithium ion battery) B2 is abnormal and does not output a predetermined voltage, the second output voltage is not applied to the second power supply terminal TD2.

ここで、図３に示すように、制御部ＣＯＮは、メインスイッチＭＳＷがオンし且つリレーＪＲをオフした状態で、キャパシタ電圧ＢＡＴＰが第１ノード電圧ＶＭＳ以上であるか否か（すなわち、第２のバッテリＢ２が所定の電圧を出力しているか否か）を判断する第１の工程Ｓ１を実行する。   Here, as shown in FIG. 3, the controller CON determines whether or not the capacitor voltage BATP is equal to or higher than the first node voltage VMS in a state where the main switch MSW is turned on and the relay JR is turned off (that is, the second node The first step S1 for determining whether or not the battery B2 is outputting a predetermined voltage is executed.

そして、制御部ＣＯＮは、第１の工程Ｓ１においてキャパシタ電圧ＢＡＴＰが第１ノード電圧ＶＭＳ未満であると判断した場合（すなわち、第２のバッテリＢ２が所定の電圧を出力していない場合）には、プリチャージ回路ＰＣがプリチャージ用の電圧を所定時間だけ出力する（該所定時間だけプリチャージ用スイッチ素子ＳＷｐをオンする）工程Ｓａを実行する。   When the control unit CON determines that the capacitor voltage BATP is lower than the first node voltage VMS in the first step S1 (that is, when the second battery B2 does not output a predetermined voltage). Then, the precharge circuit PC executes a step Sa of outputting a precharge voltage for a predetermined time (turning on the precharge switch element SWp for the predetermined time).

そして、制御部ＣＯＮは、工程Ｓａでプリチャージ回路ＰＣにプリチャージ用の電圧を出力させている間（プリチャージ回路ＰＣにプリチャージ用の電圧を出力させた後）に、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが予め設定された断線閾値電圧ＶｔｈＢ以上であるか否か（図４）を判断する第２の工程Ｓ２を実行する。   The control unit CON then outputs the second node voltage VRELAY while outputting the precharge voltage to the precharge circuit PC in the step Sa (after causing the precharge circuit PC to output the precharge voltage). The second step S2 is executed to determine whether or not is equal to or higher than a preset disconnection threshold voltage VthB (FIG. 4).

そして、制御部ＣＯＮは、第２の工程Ｓ２において、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが断線閾値電圧ＶｔｈＢ未満である場合には、電圧供給用ダイオードＤＳが地絡故障（カソード地絡）していると判断する。なお、制御部ＣＯＮは、この第２の工程Ｓ２において、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが断線閾値電圧ＶｔｈＢ未満である場合には、第２ノードＮ２とプリチャージ回路ＰＣとの間（すなわち、第２ノードＮ２とプリチャージ回路ＰＣの出力との間の配線）が断線故障していると判断するようにしてもよい。   Then, in the second step S2, the control unit CON determines that the voltage supply diode DS has a ground fault (cathode ground fault) when the second node voltage VRELAY is less than the disconnection threshold voltage VthB. To do. In this second step S2, if the second node voltage VRELAY is less than the disconnection threshold voltage VthB, the control unit CON determines between the second node N2 and the precharge circuit PC (that is, the second node It may be determined that the wiring between N2 and the output of the precharge circuit PC is broken.

一方、制御部ＣＯＮは、第２の工程Ｓ２において第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが断線閾値電圧ＶｔｈＢ以上であると判断した場合には、プリチャージ回路ＰＣのプリチャージ用の電圧の出力を完了（終了）する（該所定時間の経過後、プリチャージ用スイッチ素子ＳＷｐをオフする）工程Ｓｂの後、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが断線閾値電圧ＶｔｈＢ以上であるか否か（図４）を判断する第３の工程Ｓ３を実行する。   On the other hand, when the control unit CON determines that the second node voltage VRELAY is equal to or higher than the disconnection threshold voltage VthB in the second step S2, the control unit CON completes (ends) the output of the precharge voltage of the precharge circuit PC. After the step Sb of turning off the precharge switch element SWp after the lapse of the predetermined time, it is determined whether or not the second node voltage VRELAY is equal to or higher than the disconnection threshold voltage VthB (FIG. 4). Step S3 is executed.

ここで、図５Ａは、故障が無い場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後のプリチャージの時間と、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。また、図５Ｂは、故障が無い場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後にプリチャージしないときの、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。なお、図５Ａ、図５Ｂにおいて、第２のバッテリＢ２の第２の出力電圧は印加されていないものとする（以下の各図においても同様）。   Here, FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a relationship between the precharge time after the main switch MSW is turned on, the second node voltage VRELAY, and the capacitor voltage BATP when there is no failure. FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a relationship between the second node voltage VRELAY and the capacitor voltage BATP when the pre-charge is not performed after the main switch MSW is turned on when there is no failure. 5A and 5B, it is assumed that the second output voltage of the second battery B2 is not applied (the same applies to the following drawings).

この図５Ａ、図５Ｂに示すように、電圧供給用ダイオードＤＳ等に故障が無い場合において、初期化処理の後、該所定時間だけプリチャージを実行することにより、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰが短絡故障を判断可能な所定値に達するまでの時間を大幅に短くする（プリチャージを実行しない場合と比較して２秒以上から１００ｍ秒に短縮する）ことができる。   As shown in FIGS. 5A and 5B, when there is no failure in the voltage supply diode DS or the like, the second node voltage VRELAY and the capacitor voltage are obtained by executing precharge for the predetermined time after the initialization process. It is possible to significantly shorten the time until BATP reaches a predetermined value at which a short-circuit failure can be determined (from 2 seconds or more to 100 milliseconds as compared with the case where precharge is not performed).

また、図６Ａは、断線故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後のプリチャージの時間と、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。また、図６Ｂは、断線故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後にプリチャージしないときの、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。   FIG. 6A is a diagram showing an example of the relationship between the precharge time after the main switch MSW is turned on, the second node voltage VRELAY, and the capacitor voltage BATP when there is a disconnection failure. FIG. 6B is a diagram illustrating an example of the relationship between the second node voltage VRELAY and the capacitor voltage BATP when the pre-charge is not performed after the main switch MSW is turned on when there is a disconnection failure.

この図６Ａ、図６Ｂに示すように、第２ノードＮ２とプリチャージ回路ＰＣとの間に断線故障がある場合においても、該所定時間だけプリチャージを実行することにより、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが短絡故障を判断可能な所定値に達するまでの時間を大幅に短くすることができる。   As shown in FIGS. 6A and 6B, even when there is a disconnection failure between the second node N2 and the precharge circuit PC, the second node voltage VRELAY is obtained by executing the precharge for the predetermined time. The time required to reach a predetermined value at which a short circuit failure can be determined can be greatly shortened.

そして、第３ないし第５の工程Ｓ３〜Ｓ５において、このプリチャージの完了後の第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが用いられる。   Then, in the third to fifth steps S3 to S5, the second node voltage VRELAY after the completion of the precharge is used.

なお、第２ノードＮ２とプリチャージ回路ＰＣとの間に断線故障がある場合は、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹは、プリチャージの終了後、接地電位に低下する（断線閾値電圧ＶｔｈＢ未満）。また、該所定時間のプリチャージ時における第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが、断線閾値電圧ＶｔｈＢ未満になるように設定すると、第２の工程Ｓ２で、該断線故障が検出される。一方、該所定時間のプリチャージ時における第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが、断線閾値電圧ＶｔｈＢ以上になるように設定すると、第２の工程Ｓ２で、該断線故障が検出されない。   When there is a disconnection failure between the second node N2 and the precharge circuit PC, the second node voltage VRELAY drops to the ground potential after the precharge is completed (less than the disconnection threshold voltage VthB). If the second node voltage VRELAY during the precharge for the predetermined time is set to be lower than the disconnection threshold voltage VthB, the disconnection failure is detected in the second step S2. On the other hand, if the second node voltage VRELAY during the precharge for the predetermined time is set to be equal to or higher than the disconnection threshold voltage VthB, the disconnection failure is not detected in the second step S2.

また、図７Ａは、地絡故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後のプリチャージの時間と、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。また、図７Ｂは、地絡故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後にプリチャージしないときの、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。   FIG. 7A is a diagram illustrating an example of a relationship between the precharge time after the main switch MSW is turned on, the second node voltage VRELAY, and the capacitor voltage BATP when there is a ground fault. FIG. 7B is a diagram illustrating an example of a relationship between the second node voltage VRELAY and the capacitor voltage BATP when precharging is not performed after the main switch MSW is turned on when there is a ground fault.

この図７Ａ、図７Ｂに示すように、電圧供給用ダイオードＤＳに地絡故障がある場合においても、該所定時間だけプリチャージを実行することにより、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが短絡故障を判断可能な所定値に達するまでの時間を大幅に短くすることができる。   As shown in FIGS. 7A and 7B, even when the voltage supply diode DS has a ground fault, the second node voltage VRELAY can determine a short-circuit fault by executing precharge for the predetermined time. The time required to reach the predetermined value can be greatly shortened.

そして、第３ないし第５の工程Ｓ３〜Ｓ５において、このプリチャージの完了後の第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが用いられる。   Then, in the third to fifth steps S3 to S5, the second node voltage VRELAY after the completion of the precharge is used.

なお、電圧供給用ダイオードＤＳに地絡故障がある場合は、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹは、プリチャージの終了後、接地電位に低下する（断線閾値電圧ＶｔｈＢ未満）。また、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹは、該所定時間のプリチャージ時においても、断線閾値電圧ＶｔｈＢ未満である。   When there is a ground fault in the voltage supply diode DS, the second node voltage VRELAY drops to the ground potential after the precharge is completed (less than the disconnection threshold voltage VthB). The second node voltage VRELAY is less than the disconnection threshold voltage VthB even during the precharge for the predetermined time.

また、図８Ａは、短絡故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後のプリチャージの時間と、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。また、図８Ｂは、短絡故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後にプリチャージしないときの、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。   FIG. 8A is a diagram illustrating an example of the relationship between the precharge time after the main switch MSW is turned on, the second node voltage VRELAY, and the capacitor voltage BATP when there is a short circuit failure. FIG. 8B is a diagram illustrating an example of the relationship between the second node voltage VRELAY and the capacitor voltage BATP when precharging is not performed after the main switch MSW is turned on when there is a short circuit failure.

この図８Ａ、図８Ｂに示すように、電圧供給用ダイオードＤＳに短絡故障がある場合においても、該所定時間だけプリチャージを実行することにより、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが短絡故障を判断可能な所定値に達するまでの時間を大幅に短くすることができる。   As shown in FIGS. 8A and 8B, even when there is a short circuit fault in the voltage supply diode DS, the second node voltage VRELAY can determine the short circuit fault by executing precharge only for the predetermined time. The time to reach the value can be greatly shortened.

そして、第３ないし第５の工程Ｓ３〜Ｓ５において、このプリチャージの完了後の第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが用いられる。   Then, in the third to fifth steps S3 to S5, the second node voltage VRELAY after the completion of the precharge is used.

また、図９Ａは、溶着故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後のプリチャージの時間と、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。また、図９Ｂは、溶着故障がある場合において、メインスイッチＭＳＷをオンした後にプリチャージしないときの、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹ及びキャパシタ電圧ＢＡＴＰとの関係の一例を示す図である。   FIG. 9A is a diagram showing an example of the relationship between the precharge time after turning on the main switch MSW, the second node voltage VRELAY, and the capacitor voltage BATP when there is a welding failure. FIG. 9B is a diagram illustrating an example of the relationship between the second node voltage VRELAY and the capacitor voltage BATP when pre-charging is not performed after the main switch MSW is turned on when there is a welding failure.

図９Ａ、図９Ｂに示すように、リレーＪＲが溶着故障がある場合においては、プリチャージの有無に拘わらず、リレーＪＲを介して第１の電源端子ＴＤ１と第２のノードＮ２とが導通した状態であるため、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが溶着閾値電圧ＶｔｈＡ以上高い短絡閾値電圧ＶｔｈＳ未満になっている。   As shown in FIGS. 9A and 9B, when the relay JR has a welding failure, the first power supply terminal TD1 and the second node N2 are conducted through the relay JR regardless of the presence or absence of the precharge. Therefore, the second node voltage VRELAY is lower than the short-circuit threshold voltage VthS which is higher than the welding threshold voltage VthA.

そして、第３ないし第５の工程Ｓ３〜Ｓ５において、このプリチャージの完了後の第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが用いられる。   Then, in the third to fifth steps S3 to S5, the second node voltage VRELAY after the completion of the precharge is used.

続いて、図３に示すように、制御部ＣＯＮは、第１の工程Ｓ１においてキャパシタ電圧ＢＡＴＰが第１ノード電圧ＶＭＳ以上であると判断した場合（すなわち、第２のバッテリＢ２が所定の電圧を出力している場合）にも、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが断線閾値電圧ＶｔｈＢ以上であるか否か（図４）を判断する第３の工程Ｓ３を実行する。   Subsequently, as illustrated in FIG. 3, when the control unit CON determines that the capacitor voltage BATP is equal to or higher than the first node voltage VMS in the first step S1 (that is, the second battery B2 has a predetermined voltage). In the case where the second node voltage VRELAY is equal to or higher than the disconnection threshold voltage VthB (FIG. 4), the third step S3 is performed.

すなわち、この第３の工程Ｓ３は、制御部ＣＯＮが、キャパシタ電圧ＢＡＴＰが第１ノード電圧ＶＭＳ以上であると判断した場合、及び、第２の工程Ｓ２において第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが断線閾値電圧ＶｔｈＢ以上であると判断し且つプリチャージ回路ＰＣのプリチャージ用の電圧の出力が完了（工程Ｓｂ）した場合に、実行される。   That is, in the third step S3, when the control unit CON determines that the capacitor voltage BATP is equal to or higher than the first node voltage VMS, and in the second step S2, the second node voltage VRELAY becomes the disconnection threshold voltage VthB. This is executed when it is determined as described above and the output of the precharge voltage of the precharge circuit PC is completed (step Sb).

そして、制御部ＣＯＮは、第３の工程Ｓ３において、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが断線閾値電圧ＶｔｈＢ未満であると判断した場合には、電圧供給用ダイオードＤＳが地絡故障し、又は、第２ノードＮ２とプリチャージ回路ＰＣの出力との間（すなわち、第２ノードＮ２とプリチャージ回路ＰＣの出力との間の配線）が断線故障していると判断する（故障Ｂ）。   When the control unit CON determines in the third step S3 that the second node voltage VRELAY is less than the disconnection threshold voltage VthB, the voltage supply diode DS has a ground fault or the second node It is determined that a disconnection failure has occurred between N2 and the output of precharge circuit PC (that is, the wiring between second node N2 and the output of precharge circuit PC) (failure B).

一方、制御部ＣＯＮは、第３の工程Ｓ３において第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが断線閾値電圧ＶｔｈＢ以上であると判断した場合には、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが断線閾値電圧ＶｔｈＢよりも高い溶着閾値電圧ＶｔｈＡ以上であるか否か（図４）を判断する第４の工程Ｓ４を実行する。   On the other hand, when the control unit CON determines that the second node voltage VRELAY is equal to or higher than the disconnection threshold voltage VthB in the third step S3, the second node voltage VRELAY is higher than the disconnection threshold voltage VthB. A fourth step S4 for determining whether or not this is the case (FIG. 4) is performed.

そして、制御部ＣＯＮは、第４の工程Ｓ４において、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが溶着閾値電圧ＶｔｈＡ未満であると判断した場合には、電圧供給用ダイオードＤＳが正常（既述の断線故障も無い）である（既述の図５Ａ）と判断する（正常）。   If the control unit CON determines that the second node voltage VRELAY is less than the welding threshold voltage VthA in the fourth step S4, the voltage supply diode DS is normal (there is no disconnection failure as described above). Is determined (normal).

そして、制御部ＣＯＮは、第４の工程Ｓ４において第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが溶着閾値電圧ＶｔｈＡ以上であると判断した場合には、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが溶着閾値電圧ＶｔｈＡよりも高い短絡閾値電圧ＶｔｈＳ以上であるか否か（図４）を判断する第５の工程Ｓ５を実行する。   When the control unit CON determines that the second node voltage VRELAY is equal to or higher than the welding threshold voltage VthA in the fourth step S4, the second node voltage VRELAY is higher than the welding threshold voltage VthA, the short circuit threshold voltage VthS. A fifth step S5 for determining whether or not this is the case (FIG. 4) is performed.

そして、制御部ＣＯＮは、第５の工程Ｓ５において、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが溶着閾値電圧ＶｔｈＡよりも高い短絡閾値電圧ＶｔｈＳ以上である場合には、電圧供給用ダイオードＤＳが短絡故障していると判断する（故障Ｓ）。   Then, in the fifth step S5, when the second node voltage VRELAY is equal to or higher than the short-circuit threshold voltage VthS higher than the welding threshold voltage VthA, the controller CON determines that the voltage supply diode DS has a short-circuit failure. Determine (failure S).

一方、制御部ＣＯＮは、第５の工程Ｓ５において、第２ノード電圧ＶＲＥＬＡＹが溶着閾値電圧ＶｔｈＡよりも高い短絡閾値電圧ＶｔｈＳ未満である場合には、リレーＪＲが溶着故障していると判断する（故障Ａ）。   On the other hand, when the second node voltage VRELAY is lower than the short-circuit threshold voltage VthS higher than the welding threshold voltage VthA in the fifth step S5, the control unit CON determines that the relay JR has a welding failure ( Fault A).

なお、制御部ＣＯＮは、このようにして判断した故障に関する情報を、該ハイブリッド二輪車のインジケータ（表示部）Ｉに出力するようにしてもよい。   The control unit CON may output information on the failure determined in this way to the indicator (display unit) I of the hybrid motorcycle.

以上のように、本発明に係る車両用電力供給システム１００の制御方法では、電圧供給用ダイオードＤＳの故障を検出するために、プリチャージ回路ＤＳによりプリチャージ用の電圧印加し、各ノードの電圧を所定の閾値と比較することにより、ダイオードの故障を検出する。   As described above, in the control method for the vehicle power supply system 100 according to the present invention, in order to detect a failure of the voltage supply diode DS, a precharge voltage is applied by the precharge circuit DS, and the voltage of each node is determined. Is compared with a predetermined threshold value to detect a diode failure.

これにより、第２のバッテリ（リチウムイオンバッテリ）の出力に拘わらず、電圧供給用ダイオードＤＳの故障を検出することができる。   As a result, the failure of the voltage supply diode DS can be detected regardless of the output of the second battery (lithium ion battery).

以上のように、本発明の一態様に係る車両用電力供給システムは、第１の電源端子に第１の出力電圧を出力する第１のバッテリ（鉛バッテリ）と、第１の出力電圧よりも高い第２の出力電圧を第２の電源端子に出力する第２のバッテリ（リチウムイオンバッテリ）と、一端が第１の電源端子に接続され、他端が第１ノードに接続されたメインスイッチと、一端が第１の電源端子に接続され、他端が第２ノードに接続されたリレーと、アノードが第２ノードに接続され、カソードが第２の電源端子に接続された電圧供給用ダイオードと、一端が第１ノードに接続され、他端が電圧供給用ダイオードのアノードに接続された電圧供給用抵抗と、一端が第２の電源端子に接続され、他端が固定電位（接地電位）に接続されたキャパシタと、第２ノードに出力が接続され、第２ノード及び電圧供給用ダイオードを介してキャパシタをプリチャージするために、プリチャージ用の電圧を出力するプリチャージ回路と、第１ノードの第１ノード電圧、プリチャージ回路の出力の第２ノード電圧、及び、第２の電源端子のキャパシタ電圧を監視するとともに、リレー及びプリチャージ回路を制御する制御部と、を備える。   As described above, the vehicle power supply system according to one aspect of the present invention includes the first battery (lead battery) that outputs the first output voltage to the first power supply terminal, and the first output voltage. A second battery (lithium ion battery) for outputting a high second output voltage to the second power supply terminal; a main switch having one end connected to the first power supply terminal and the other end connected to the first node; A relay having one end connected to the first power supply terminal and the other end connected to the second node; a voltage supply diode having an anode connected to the second node and a cathode connected to the second power supply terminal; One end connected to the first node, the other end connected to the anode of the voltage supply diode, one end connected to the second power supply terminal, and the other end to a fixed potential (ground potential). Connected capacitor and second no And a precharge circuit for outputting a precharge voltage to precharge the capacitor via the second node and the voltage supply diode, a first node voltage at the first node, and a precharge circuit And a control unit that controls the relay and the precharge circuit, while monitoring the output second node voltage and the capacitor voltage of the second power supply terminal.

そして、制御部は、メインスイッチがオンし且つリレーをオフした状態で、キャパシタ電圧が第１ノード電圧以上であるか否かを判断する第１の工程を実行し、第１の工程においてキャパシタ電圧が第１ノード電圧未満であると判断した場合には、プリチャージ回路にプリチャージ用の電圧を出力させた後に、第２ノード電圧が予め設定された断線閾値電圧以上であるか否かを判断する第２の工程を実行し、第２の工程において第２ノード電圧が断線閾値電圧未満である場合には、電圧供給用ダイオードが地絡故障し、又は、第２ノードとプリチャージ回路の出力との間が断線故障していると判断する。   Then, the control unit executes a first step of determining whether or not the capacitor voltage is equal to or higher than the first node voltage in a state where the main switch is turned on and the relay is turned off. Is determined to be less than the first node voltage, the precharge circuit outputs a precharge voltage, and then it is determined whether the second node voltage is equal to or higher than a preset disconnection threshold voltage. When the second node voltage is less than the disconnection threshold voltage in the second step, the voltage supply diode has a ground fault or the output of the second node and the precharge circuit. It is determined that there is a disconnection failure between

このように、本発明に係る車両用電力供給システムは、ダイオードの故障を検出するために、当該ダイオードのカソードの電圧を所定の電圧に充電するためのプリチャージ回路を備える。そして、プリチャージ回路によりプリチャージ用の電圧を印加し、各ノードの電圧を所定の閾値と比較することにより、ダイオードの故障を検出する。   As described above, the vehicle power supply system according to the present invention includes a precharge circuit for charging the voltage of the cathode of the diode to a predetermined voltage in order to detect a failure of the diode. Then, a precharge voltage is applied by the precharge circuit, and the failure of the diode is detected by comparing the voltage of each node with a predetermined threshold value.

これにより、第２のバッテリ（リチウムイオンバッテリ）の出力に拘わらず、ダイオードの故障を検出することができる。   Thereby, the failure of the diode can be detected regardless of the output of the second battery (lithium ion battery).

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１００ 車両用電力供給システム
Ｂ１ 第１のバッテリ（鉛バッテリ）
Ｂ２ 第２のバッテリ（リチウムイオンバッテリ）
ＴＤ１ 第１の電源端子
ＴＤ２ 第２の電源端子
ＭＳＷ メインスイッチ
ＪＲ リレー
Ｒ１ 電圧供給用抵抗
ＤＳ 電圧供給用ダイオード
ＶＤ１〜ＶＤ３ 電圧検出回路
ＲＤ リレー駆動回路
Ｃ１ キャパシタ
ＰＣ プリチャージ回路
ＣＯＮ 制御部
ＬＯＡＤ 負荷
Ｍ モータ
Ｅ 内燃機関（エンジン）
Ｉ 表示部
Ｚ 車両用電力供給装置100 vehicle power supply system B1 first battery (lead battery)
B2 Second battery (lithium ion battery)
TD1 first power supply terminal TD2 second power supply terminal MSW main switch JR relay R1 voltage supply resistor DS voltage supply diodes VD1 to VD3 voltage detection circuit RD relay drive circuit C1 capacitor PC precharge circuit CON control unit LOAD load M motor E Internal combustion engine
I Display unit Z Vehicle power supply device

Claims (15)

第１の電源端子に第１の出力電圧を出力する第１のバッテリ、及び、前記第１の出力電圧よりも高い第２の出力電圧を第２の電源端子に出力する第２のバッテリの電力の供給を制御するための車両用電力供給装置であって、
一端が前記第２の電源端子に接続され、他端が固定電位に接続されたキャパシタと、
一端が前記第１の電源端子に接続されたリレーの他端が接続された第２ノードに出力が接続され、前記第２ノード、及び、アノードが前記第２ノードに接続され且つカソードが前記第２の電源端子に接続された電圧供給用ダイオードを介して、前記キャパシタをプリチャージするために、プリチャージ用の電圧を出力するプリチャージ回路と、
一端が前記第１の電源端子に接続されたメインスイッチの他端が接続された第１ノードであって、この第１ノードと前記電圧供給用ダイオードのアノードとの間に電圧供給用抵抗が接続される、第１ノードの第１ノード電圧、前記プリチャージ回路の出力の第２ノード電圧、及び、前記第２の電源端子のキャパシタ電圧を監視するとともに、前記リレー及び前記プリチャージ回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記メインスイッチがオンし且つ前記リレーをオフした状態で、前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧以上であるか否かを判断する第１の工程を実行し、
前記第１の工程において前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧未満であると判断した場合には、前記プリチャージ回路に前記プリチャージ用の電圧を出力させた後に、前記第２ノード電圧が予め設定された断線閾値電圧以上であるか否かを判断する第２の工程を実行し、
前記第２の工程において前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧未満であると判断した場合には、前記電圧供給用ダイオードが地絡故障し、又は、前記第２ノードと前記プリチャージ回路の出力との間が断線故障していると判断する
ことを特徴とする車両用電力供給装置。The first battery that outputs the first output voltage to the first power supply terminal, and the power of the second battery that outputs the second output voltage higher than the first output voltage to the second power supply terminal A vehicle power supply device for controlling the supply of
A capacitor having one end connected to the second power supply terminal and the other end connected to a fixed potential;
An output is connected to the second node to which the other end of the relay having one end connected to the first power supply terminal is connected, the second node and the anode are connected to the second node, and the cathode is the first node. A precharge circuit for outputting a precharge voltage in order to precharge the capacitor via a voltage supply diode connected to two power supply terminals;
A first node having one end connected to the first power supply terminal and the other end of the main switch is connected, and a voltage supply resistor is connected between the first node and the anode of the voltage supply diode. Monitoring the first node voltage of the first node, the second node voltage of the output of the precharge circuit, and the capacitor voltage of the second power supply terminal, and controlling the relay and the precharge circuit. A control unit,
The controller is
Performing a first step of determining whether the capacitor voltage is equal to or higher than the first node voltage in a state where the main switch is turned on and the relay is turned off;
If it is determined in the first step that the capacitor voltage is less than the first node voltage, the second node voltage is set in advance after the precharge circuit outputs the precharge voltage. Performing a second step of determining whether or not the disconnection threshold voltage is equal to or higher than,
When it is determined in the second step that the second node voltage is less than the disconnection threshold voltage, the voltage supply diode has a ground fault, or the output of the second node and the precharge circuit A vehicle power supply device characterized in that it is determined that there is a disconnection failure. 前記制御部は、
前記第１の工程において前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧以上であると判断した場合、及び、前記第２の工程において前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧以上であると判断し且つ前記プリチャージ回路の前記プリチャージ用の電圧の出力が完了した場合には、前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧以上であるか否かを判断する第３の工程を実行し、
前記第３の工程において前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧未満であると判断した場合には、前記電圧供給用ダイオードが地絡故障し、又は、前記第２ノードと前記プリチャージ回路の出力との間が断線故障していると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電力供給装置。The controller is
When it is determined in the first step that the capacitor voltage is greater than or equal to the first node voltage, and in the second step, it is determined that the second node voltage is greater than or equal to the disconnection threshold voltage and the pre-voltage When the output of the precharge voltage of the charge circuit is completed, a third step of determining whether or not the second node voltage is equal to or higher than the disconnection threshold voltage is executed.
When it is determined in the third step that the second node voltage is less than the disconnection threshold voltage, the voltage supply diode has a ground fault, or the output of the second node and the precharge circuit The vehicle power supply device according to claim 1, wherein a disconnection failure is determined between the two. 前記制御部は、
前記第３の工程において前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧以上であると判断した場合には、前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧よりも高い溶着閾値電圧以上であるか否かを判断する第４の工程を実行し、
前記第４の工程において前記第２ノード電圧が前記溶着閾値電圧未満であると判断した場合には、前記電圧供給用ダイオードが正常であると判断する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用電力供給装置。The controller is
When it is determined in the third step that the second node voltage is equal to or higher than the disconnection threshold voltage, it is determined whether the second node voltage is equal to or higher than a welding threshold voltage higher than the disconnection threshold voltage. Perform the fourth step of
The vehicle according to claim 2, wherein when the second node voltage is determined to be lower than the welding threshold voltage in the fourth step, it is determined that the voltage supply diode is normal. Power supply equipment. 前記制御部は、
前記第４の工程において前記第２ノード電圧が前記溶着閾値電圧以上であると判断した場合には、前記第２ノード電圧が前記溶着閾値電圧よりも高い短絡閾値電圧以上であるか否かを判断する第５の工程を実行し、
前記第５の工程において前記第２ノード電圧が前記溶着閾値電圧よりも高い短絡閾値電圧以上である場合には、前記電圧供給用ダイオードが短絡故障していると判断し、一方、前記第２ノード電圧が前記溶着閾値電圧よりも高い短絡閾値電圧未満である場合には、前記リレーが溶着故障していると判断する
ことを特徴とする請求項３に記載の車両用電力供給装置。The controller is
If it is determined in the fourth step that the second node voltage is equal to or higher than the welding threshold voltage, it is determined whether or not the second node voltage is equal to or higher than a short-circuit threshold voltage higher than the welding threshold voltage. Perform the fifth step,
In the fifth step, when the second node voltage is equal to or higher than a short-circuit threshold voltage higher than the welding threshold voltage, it is determined that the voltage supply diode is short-circuited, while the second node The vehicle power supply device according to claim 3, wherein when the voltage is less than a short-circuit threshold voltage higher than the welding threshold voltage, it is determined that the relay has a welding failure. 前記プリチャージ用の電圧は、
前記第１の電源端子の前記第１の出力電圧に基づいた電圧であることを特徴とする請求項４に記載の車両用電力供給装置。The precharge voltage is
The vehicle power supply device according to claim 4, wherein the power supply device is a voltage based on the first output voltage of the first power supply terminal. 前記第１のバッテリは、鉛バッテリであり、
前記第２のバッテリは、リチウムイオンバッテリであることを特徴とする請求項４に記載の車両用電力供給装置。The first battery is a lead battery;
The vehicular power supply apparatus according to claim 4, wherein the second battery is a lithium ion battery. 前記第２の電源端子と前記固定電位との間に接続された負荷を備え、前記負荷は、ハイブリッド二輪車に積載されるモータを駆動するドライバ回路である
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用電力供給装置。The load according to claim 4, further comprising a load connected between the second power supply terminal and the fixed potential, wherein the load is a driver circuit that drives a motor mounted on a hybrid motorcycle. Vehicle power supply device. 前記リレーのオン/オフを制御するリレー駆動回路をさらに備え、
前記リレー駆動回路は、
前記メインスイッチがオンした後、前記第１のバッテリの電圧を前記負荷に供給する場合には、前記リレーをオンする
ことを特徴とする請求項７に記載の車両用電力供給装置。A relay drive circuit for controlling on / off of the relay,
The relay drive circuit is
The vehicle power supply device according to claim 7, wherein the relay is turned on when the voltage of the first battery is supplied to the load after the main switch is turned on. 前記車両用電力供給装置は、前記ハイブリッド二輪車に積載され、
前記モータは、前記ハイブリッド二輪車の内燃機関に接続され、
前記制御部は、前記ドライバ回路により前記モータを駆動することにより、前記内燃機関の起動及び／又は駆動する
ことを特徴とする請求項８に記載の車両用電力供給装置。The vehicle power supply device is mounted on the hybrid motorcycle,
The motor is connected to an internal combustion engine of the hybrid motorcycle;
The vehicle power supply device according to claim 8, wherein the control unit drives and / or drives the internal combustion engine by driving the motor by the driver circuit. 前記制御部は、
判断した故障に関する情報を、前記ハイブリッド二輪車のインジケータに出力することを特徴とする請求項９に記載の車両用電力供給装置。The controller is
10. The vehicle power supply device according to claim 9, wherein information on the determined failure is output to an indicator of the hybrid motorcycle. 前記メインスイッチは、操作者の操作により、オン/オフが制御されるようになっており、前記メインスイッチがオフしているときは、前記リレーはオフする
ことを特徴とする請求項８に記載の車両用電力供給装置。The main switch is controlled to be turned on / off by an operation of an operator, and the relay is turned off when the main switch is turned off. Vehicle power supply device. 前記プリチャージ回路は、
カソードが前記第２ノードに接続されたプリチャージ用ダイオードと、
一端が前記プリチャージ用ダイオードのアノードに接続され、前記電圧供給用抵抗よりも抵抗値が小さいプリチャージ用抵抗と、
一端が前記プリチャージ用抵抗に接続され、他端が前記第１ノードに接続されたプリチャージ用スイッチ素子と、を備える
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用電力供給装置。The precharge circuit is
A precharging diode having a cathode connected to the second node;
One end is connected to the anode of the precharge diode, and a precharge resistor having a resistance value smaller than that of the voltage supply resistor;
The vehicle power supply device according to claim 4, further comprising: a precharge switch element having one end connected to the precharge resistor and the other end connected to the first node. 前記プリチャージ回路は、
前記キャパシタをプリチャージするときには、前記プリチャージ用スイッチ素子をオンし、前記キャパシタをプリチャージしないときには、前記プリチャージ用スイッチ素子をオフすることを特徴とする請求項１２に記載の車両用電力供給装置。The precharge circuit is
13. The vehicle power supply according to claim 12, wherein when the capacitor is precharged, the precharge switch element is turned on, and when the capacitor is not precharged, the precharge switch element is turned off. apparatus. 第１の電源端子に第１の出力電圧を出力する第１のバッテリと、
前記第１の出力電圧よりも高い第２の出力電圧を第２の電源端子に出力する第２のバッテリと、
一端が前記第１の電源端子に接続され、他端が第１ノードに接続されたメインスイッチと、
一端が前記第１の電源端子に接続され、他端が第２ノードに接続されたリレーと、
アノードが前記第２ノードに接続され、カソードが前記第２の電源端子に接続された電圧供給用ダイオードと、
一端が前記第１ノードに接続され、他端が前記電圧供給用ダイオードのアノードに接続された電圧供給用抵抗と、
一端が前記第２の電源端子に接続され、他端が固定電位に接続されたキャパシタと、
前記第２ノードに出力が接続され、前記第２ノード及び前記電圧供給用ダイオードを介して前記キャパシタをプリチャージするために、プリチャージ用の電圧を出力するプリチャージ回路と、
前記第１ノードの第１ノード電圧、前記プリチャージ回路の出力の第２ノード電圧、及び、前記第２の電源端子のキャパシタ電圧を監視するとともに、前記リレー及び前記プリチャージ回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記メインスイッチがオンし且つ前記リレーをオフした状態で、前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧以上であるか否かを判断する第１の工程を実行し、
前記第１の工程において前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧未満であると判断した場合には、前記プリチャージ回路に前記プリチャージ用の電圧を出力させた後に、前記第２ノード電圧が予め設定された断線閾値電圧以上であるか否かを判断する第２の工程を実行し、
前記第２の工程において前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧未満であると判断した場合には、前記電圧供給用ダイオードが地絡故障し、又は、前記第２ノードと前記プリチャージ回路の出力との間が断線故障していると判断する
ことを特徴とする車両用電力供給システム。A first battery that outputs a first output voltage to a first power supply terminal;
A second battery that outputs a second output voltage higher than the first output voltage to a second power supply terminal;
A main switch having one end connected to the first power supply terminal and the other end connected to the first node;
A relay having one end connected to the first power supply terminal and the other end connected to a second node;
A voltage supply diode having an anode connected to the second node and a cathode connected to the second power supply terminal;
A voltage supply resistor having one end connected to the first node and the other end connected to the anode of the voltage supply diode;
A capacitor having one end connected to the second power supply terminal and the other end connected to a fixed potential;
An output connected to the second node, and a precharge circuit for outputting a precharge voltage to precharge the capacitor via the second node and the voltage supply diode;
A control unit that monitors the first node voltage of the first node, the second node voltage of the output of the precharge circuit, and the capacitor voltage of the second power supply terminal, and controls the relay and the precharge circuit And comprising
The controller is
Performing a first step of determining whether the capacitor voltage is equal to or higher than the first node voltage in a state where the main switch is turned on and the relay is turned off;
If it is determined in the first step that the capacitor voltage is less than the first node voltage, the second node voltage is set in advance after the precharge circuit outputs the precharge voltage. Performing a second step of determining whether or not the disconnection threshold voltage is equal to or higher than,
When it is determined in the second step that the second node voltage is less than the disconnection threshold voltage, the voltage supply diode has a ground fault, or the output of the second node and the precharge circuit The vehicle power supply system is characterized in that it is determined that there is a disconnection failure. 第１の電源端子に第１の出力電圧を出力する第１のバッテリ、及び、前記第１の出力電圧よりも高い第２の出力電圧を第２の電源端子に出力する第２のバッテリの電力の供給を制御するための車両用電力供給装置であって、一端が前記第２の電源端子に接続され、他端が固定電位に接続されたキャパシタと、一端が前記第１の電源端子に接続されたリレーの他端が接続された第２ノードに出力が接続され、前記第２ノード、及び、アノードが前記第２ノードに接続され且つカソードが前記第２の電源端子に接続された電圧供給用ダイオードを介して、前記キャパシタをプリチャージするために、プリチャージ用の電圧を出力するプリチャージ回路と、一端が前記第１の電源端子に接続されたメインスイッチの他端が接続された第１ノードであって、この第１ノードと前記電圧供給用ダイオードのアノードとの間に電圧供給用抵抗が接続される、第１ノードの第１ノード電圧、前記プリチャージ回路の出力の第２ノード電圧、及び、前記第２の電源端子のキャパシタ電圧を監視するとともに、前記リレー及び前記プリチャージ回路を制御する制御部と、を備えた車両用電力供給装置の制御方法であって、
前記制御部により、前記メインスイッチがオンし且つ前記リレーをオフした状態で、前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧以上であるか否かを判断する第１の工程を実行し、
前記制御部により、前記第１の工程において前記キャパシタ電圧が前記第１ノード電圧未満であると判断した場合には、前記プリチャージ回路に前記プリチャージ用の電圧を出力させた後に、前記第２ノード電圧が予め設定された断線閾値電圧以上であるか否かを判断する第２の工程を実行し、
前記制御部により、前記第２の工程において前記第２ノード電圧が前記断線閾値電圧未満であると判断した場合には、前記電圧供給用ダイオードが地絡故障し、又は、前記第２ノードと前記プリチャージ回路の出力との間が断線故障していると判断する
ことを特徴とする車両用電力供給装置の制御方法の制御方法。The first battery that outputs the first output voltage to the first power supply terminal, and the power of the second battery that outputs the second output voltage higher than the first output voltage to the second power supply terminal A power supply device for a vehicle for controlling the supply of a capacitor, one end connected to the second power supply terminal, the other end connected to a fixed potential, and one end connected to the first power supply terminal A voltage supply in which an output is connected to a second node to which the other end of the relay is connected, the second node and the anode are connected to the second node, and the cathode is connected to the second power supply terminal A precharge circuit for outputting a precharge voltage to precharge the capacitor via a diode, and a first switch having one end connected to the first power supply terminal and the other end connected to the first power supply terminal. 1 node A voltage supply resistor is connected between the first node and the anode of the voltage supply diode, a first node voltage of the first node, a second node voltage of the output of the precharge circuit, and A control method for a vehicle power supply apparatus, comprising: a controller that monitors a capacitor voltage of the second power supply terminal and controls the relay and the precharge circuit;
The control unit performs a first step of determining whether the capacitor voltage is equal to or higher than the first node voltage in a state where the main switch is turned on and the relay is turned off,
When the control unit determines that the capacitor voltage is lower than the first node voltage in the first step, the control unit causes the precharge circuit to output the precharge voltage and then outputs the second voltage. Performing a second step of determining whether the node voltage is equal to or higher than a preset disconnection threshold voltage;
When the control unit determines that the second node voltage is less than the disconnection threshold voltage in the second step, the voltage supply diode has a ground fault, or the second node and the It is determined that a disconnection failure has occurred between the output of the precharge circuit and the control method for the control method of the vehicle power supply device.
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