JP6631296B2 - In-vehicle power supply - Google Patents
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Description
本発明は、第1,第2バッテリを備える車両に搭載される電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device mounted on a vehicle having first and second batteries.
この種の電源装置としては、下記特許文献1に見られるように、第1バッテリとしての鉛バッテリ及び第2バッテリとしてのリチウムイオンバッテリのそれぞれに電気的に接続される電気負荷と、鉛バッテリ及びリチウムイオンバッテリの間を電気的に接続するMOSFETとを備えるものが知られている。この電源装置は、さらに、鉛バッテリに電気的に接続された発電機を備えている。
As this type of power supply device, as disclosed in
上述した電源装置において、MOSFETが閉操作された状態で、発電機の発電電力により鉛バッテリ及びリチウムイオンバッテリのそれぞれが充電される場合がある。このとき、発電機から出力された充電電流がMOSFETを流れることにより、損失が発生する懸念がある。 In the power supply device described above, the lead battery and the lithium ion battery may be charged by the power generated by the generator while the MOSFET is closed. At this time, the charging current output from the generator flows through the MOSFET, which may cause a loss.
本発明は、発電機の発電電力により第1バッテリ及び第2バッテリのそれぞれを充電する場合に発生する損失を低減できる車載電源装置を提供することを主たる目的とする。 An object of the present invention is to provide a vehicle-mounted power supply device that can reduce a loss that occurs when each of a first battery and a second battery is charged by power generated by a generator.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, the means for solving the above-mentioned problems and the effects thereof will be described.
本発明は、第1バッテリ(10)及び第2バッテリ(20)を備える車両に搭載される電源装置であって、前記第1バッテリ及び前記第2バッテリの間を電気的に接続する接続部(40;90)と、発電機(16;80)と、前記接続部及び前記第1バッテリの間を接続する第1電気経路(30a)と、前記接続部及び前記第2バッテリの間を接続する第2電気経路(30b)とのそれぞれに電気的に接続されて、かつ、前記発電機の発電電力を出力する出力部(L1,L2;LLm,LL1,LL2,85,86)と、を備える。 The present invention relates to a power supply device mounted on a vehicle including a first battery (10) and a second battery (20), wherein a connection portion (A) electrically connects the first battery and the second battery. 40; 90), a generator (16; 80), a first electric path (30a) connecting between the connection portion and the first battery, and connecting between the connection portion and the second battery. An output unit (L1, L2; LLm, LL1, LL2, 85, 86) that is electrically connected to each of the second electric paths (30b) and that outputs power generated by the generator. .
上記発明では、第1バッテリ及び第2バッテリの間が接続部を介して電気的に接続される。そして、出力部が、接続部及び第1バッテリの間を接続する電気経路と、接続部及び第2バッテリの間を接続する電気経路とのそれぞれに接続されている。このため、第1,第2電気経路のうち一方のみに出力部が接続されている構成と比較して、発電機の発電電力が出力部から出力されている場合における接続部の両端の電位差を小さくでき、接続部を流れる電流を低減できる。これにより、発電機の発電電力によって第1バッテリ及び第2バッテリのそれぞれを充電する場合における損失を低減することができる。 In the above invention, the first battery and the second battery are electrically connected via the connection portion. The output unit is connected to each of an electric path connecting the connection unit and the first battery and an electric path connecting the connection unit and the second battery. Therefore, as compared with a configuration in which the output unit is connected to only one of the first and second electric paths, the potential difference between both ends of the connection unit when the power generated by the generator is output from the output unit is reduced. The size can be reduced, and the current flowing through the connection portion can be reduced. Thereby, the loss in charging each of the first battery and the second battery with the power generated by the generator can be reduced.
また、損失を低減することにより、接続部に電流が流れることによる発熱を抑制できる。このため、フィン等の放熱部の体格を小さくでき、ひいては電源装置を車両に搭載しやすくできる。 Further, by reducing the loss, it is possible to suppress heat generation due to the current flowing through the connection portion. For this reason, the physique of the radiator such as the fins can be reduced, and the power supply device can be easily mounted on the vehicle.
なお、本発明の車載電源装置、前記第1バッテリ及び前記第2バッテリを備えて車載電源システムを構成することができる。 It should be noted that a vehicle-mounted power supply system can be configured by including the vehicle-mounted power supply device, the first battery, and the second battery of the present invention.
(第1実施形態)
以下、本発明に係る車載電源装置を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、電源装置が、車載主機としてエンジンを備える車両に搭載されることを想定している。
(1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a vehicle-mounted power supply device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, it is assumed that the power supply device is mounted on a vehicle having an engine as a vehicle-mounted main engine.
図1に示すように、車両は、車載電源システムを備えている。電源システムは、第1バッテリ10及び第2バッテリ20を備えている。本実施形態において、第1バッテリ10及び第2バッテリ20は、鉛バッテリであり、満充電容量が互いに同じである。第1バッテリ10及び第2バッテリ20のそれぞれの負極端子は、車体に接地されている。なお本実施形態において、第1バッテリ10及び第2バッテリ20のそれぞれの満充電容量は、各車載電気負荷の動作に要求される満充電容量を分割した容量とされている。
As shown in FIG. 1, the vehicle includes a vehicle-mounted power supply system. The power supply system includes a
第1バッテリ10及び第2バッテリ20の間は、第1電気経路30a、接続部40、及び第2電気経路30bを介して電気的に接続されている。詳しくは、第1バッテリ10の正極端子には、第1電気経路30aを介して接続部40の第1端が接続されている。接続部40の第2端には、第2電気経路30bを介して第2バッテリ20の正極端子が接続されている。
The
本実施形態に係る接続部40は、図2に示すように、第1〜第3抵抗体41a〜41cと、第1,第2リレー42a,42bとを備えている。詳しくは、接続部40は、第1抵抗体41a及び第1リレー42aの直列接続体と、第2抵抗体41b及び第2リレー42bの直列接続体と、第3抵抗体41cとが並列接続されて構成されている。この構成によれば、第1バッテリ10と第2バッテリ20との間が、少なくとも第3抵抗体41cを介して電気的に常時接続されることとなる。なお本実施形態では、第1,第2リレー42a,42bとして、直流リレーを用いている。
As shown in FIG. 2, the
先の図1の説明に戻り、電源システムは、第1バッテリ10に並列接続された第1モジュール11と、第2バッテリ20に並列接続された第2モジュール21とを備えている。本実施形態では、第1モジュール11及び第2モジュール21により電動パワーステアリング装置が構成されている。以下、図3を用いて、電動パワーステアリング装置について説明する。
Returning to the description of FIG. 1, the power supply system includes a
第1モジュール11は、第1駆動回路11aと、第1モータ11bとを備えている。本実施形態において、第1駆動回路11aは、第1バッテリ10から供給された直流電力と、接続部40を介して第2バッテリ20から供給された直流電力とを交流電力に変換して出力する3相インバータ装置である。第1駆動回路11aから出力された交流電力は、第1モータ11bに供給される。第1モータ11bは、交流電力が供給されることに駆動され、トルクを発生する。なお本実施形態において、第1モータ11bは、3相のものであり、具体的には例えば永久磁石同期機を用いることができる。
The
第1モジュール11は、さらに第1ダイオード11cを備えている。第1ダイオード11cのアノードには、第1電気経路30aを介して第1バッテリ10の正極端子が接続され、カソードには、第1駆動回路11aの第1端が接続されている。第1駆動回路11aの第2端には、接地部位が接続されている。なお、第1ダイオード11cの代わりに、ボディダイオードのアノード,カソードの向きを第1ダイオード11cのアノード、カソードの向きと一致させたMOSFETを備え、MOSFETを第1モジュール11の駆動時にオンする構成を採用することもできる。具体的には、上記MOSFETは、例えば、第1電気経路30a側にソースが接続され、第1駆動回路11a側にドレインが接続されたNチャネルMOSFETである。
The
第2モジュール21は、第2駆動回路21aと、第2モータ21bと、第2ダイオード21cとを備えている。なお本実施形態において、第2モジュール21の構成は、第1モジュール11の構成と同様である。このため本実施形態では、第2モジュール21の詳細な説明を省略する。
The
第1モータ11b及び第2モータ21bのそれぞれのロータには図示しない出力軸が接続され、これら出力軸には、減速機等を介して操舵用のハンドル52が接続されている。第1モジュール11及び第2モジュール21は、第1駆動回路11a及び第2駆動回路21aが互いに情報のやり取りをしながら、運転者の操舵をアシストするアシストトルクを協働により発生する。なお図3では、便宜上、2つのモータを別々に設置する構成を示した。ただし、この構成に限らず、1つのモータに2組の3相巻線を巻き、各組の巻線にそれぞれの駆動回路から通電する構成などを採用することもできる。
An output shaft (not shown) is connected to each rotor of the
先の図1の説明に戻り、電源システムは、第1バッテリ10に並列接続された第1検知部12と、第2バッテリ20に並列接続された第2検知部22とを備えている。本実施形態において、第1検知部12及び第2検知部22は、自車両の前方の走路を撮影する車載カメラである。第1検知部12及び第2検知部22のそれぞれは、第1バッテリ10及び第2バッテリ20のそれぞれを電源として動作する。
Returning to the description of FIG. 1, the power supply system includes a
電源システムは、第1バッテリ10に並列接続された第1基本電気負荷13と、第2バッテリ20に並列接続された第2基本電気負荷23とを備えている。第1基本電気負荷13及び第2基本電気負荷23のそれぞれは、第1バッテリ10及び第2バッテリ20のそれぞれを電源として動作する。
The power supply system includes a first basic
電源システムは、スタータ14を備えている。スタータ14は、第1バッテリ10に並列接続されている。スタータ14は、給電されて駆動することにより、クランク軸50aに初期回転を付与し、エンジン50を始動させる。エンジン50の始動完了後、エンジン50から出力される動力は駆動輪51に伝達される。なお本実施形態において、スタータ14が動作する場合の消費電力は300Wを超えている。また、第1バッテリ10に接続されて、かつ、消費電力が300Wを超えるその他の負荷に、例えば、電動エアコン用コンプレッサ及び電動スタビライザのうち少なくとも一方が含まれてもよい。
The power supply system includes a
スタータ14は、第1バッテリ10からの給電と、接続部40を介した第2バッテリ20からの給電とにより駆動される。これにより、スタータ14に2つのバッテリから十分な電力を供給できる。また、接続部40が設けられているため、スタータ14が駆動されて電力を消費する場合であっても、第2バッテリ20の出力電圧の低下量が第1バッテリ10の出力電圧の低下量よりも小さくなる。このため、接続部40よりも第2バッテリ20側に接続された電気負荷への供給電圧を安定させることができる。特に本実施形態では、動作信頼性を保証できる第2基本電気負荷23の供給電圧の許容下限値が、動作信頼性を保証できる第1基本電気負荷13及びスタータ14のそれぞれの供給電圧の許容下限値よりも高い。このため、接続部40よりも第2バッテリ20側に第2基本電気負荷23が接続されることにより、スタータ14が駆動された場合における第2基本電気負荷23の動作信頼性を保証できる。
なお、第1検知部12、第1基本電気負荷13、スタータ14、第2検知部22及び第2基本電気負荷23のそれぞれの入力側にも、第1,第2モジュール11,21に設けられた第1,第2ダイオード11c,21cと同様の役割を果たすダイオードが設けられている。
The first and
ちなみに本実施形態において、第1モジュール11、第1検知部12、第1基本電気負荷13及びスタータ14が第1電気負荷に相当し、第2モジュール21、第2検知部22及び第2基本電気負荷23が第2電気負荷に相当する。
In this embodiment, the
電源システムは、オルタネータ16を備えている。オルタネータ16は、クランク軸50aから動力を供給されることにより発電する。オルタネータ16の発電電力により、第1バッテリ10及び第2バッテリ20を充電したり、その他の各電気負荷に電力を供給したりすることができる。なお、オルタネータ16及びその周辺構成については、後に詳述する。
The power supply system includes an
電源システムは、第1バッテリ10の出力電圧を検出する第1電圧検出部60と、第2バッテリ20の出力電圧を検出する第2電圧検出部61とを備えている。電源システムは、第1バッテリ10から各電気負荷11〜13,15へと供給される負荷電流を検出する第1電流検出部62と、第2バッテリ20から各電気負荷21〜23へと供給される負荷電流を検出する第2電流検出部63とを備えている。
The power supply system includes a
電源システムは、車両の各制御を行う制御部70を備えている。制御部70には、各検出部60〜63の検出値が入力される。制御部70は、接続部40の第1,第2リレー42a,42bの開閉制御、スタータ14の駆動制御、及びエンジン50の燃焼制御等を行う。また制御部70は、第1バッテリ10及び第2バッテリ20の充電率(SOC)をその目標値に制御する充放電制御を行う。なお上述した各制御は、実際には各別の制御部によって操作され得るが、図1にはこれら制御部を合わせて1つの制御部70と表記している。また図1では、制御部70からの制御指示を表す矢印を、便宜上、接続部40及びオルタネータ16に対してのみ記載している。
The power supply system includes a
ちなみに、第1,第2リレー42a,42bの開閉制御は、第2バッテリ20に劣化が生じた場合に、接続部40の抵抗値をその初期値に対して増加させるように行われる。詳しくは、第2バッテリ20の内部抵抗値が第1閾値Rth1以下の場合、第1,第2リレー42a,42bを閉操作(オン操作)する。その後、第2バッテリ20の内部抵抗値が、第1閾値Rth1よりも大きくてかつ第2閾値Rth2(>Rth1)以下となる場合、第1リレー42aの閉操作を維持しつつ、第2リレー42bを開操作(オフ操作)に切り替える。その後、第2バッテリ20の内部抵抗値が、第2閾値Rth2よりも大きくなる場合、第1,第2リレー42a,42bの双方を開操作する。
Incidentally, the opening / closing control of the first and
制御部70には、冗長制御部70aが備えられている。冗長制御部70aは、各種走行制御において信頼性を向上させるための制御を行う。特に本実施形態では、冗長制御部70aは、第1,第2モジュール11,21及び第1,第2検知部12,22と共に車線維持支援システムを構成する。このシステムは、車載カメラである第1,第2検知部12,22の検出情報により自車両の道路の走行車線を認識し、自車両が走行車線を逸脱しそうになった場合、電動パワーステアリング装置のアシストトルクにより自車両を車線中央に引き戻す制御を行う。
The
なお本実施形態では、車線維持支援システムで実行される車線維持支援制御のために、電動パワーステアリング装置を第1,第2モジュール11,21に分割し、車載カメラとして2つの第1,第2検知部12,22を備えている。これにより、例えば、第1,第2検知部12,22のうち一方に異常が生じた場合であっても、他方の検知情報を制御に用いることができ、車線維持支援制御が急に実施できなくなる事態を回避できる。また、第1バッテリ10及び第2バッテリ20が備えられていることにより、第1,第2バッテリ10,20のうち一方に異常が生じた場合であっても、電源を冗長化でき、第1,第2モジュール11,21及び第1,第2検知部12,22の動作信頼性を高めることができる。その結果、車線維持支援制御の信頼性を高めることができる。
In the present embodiment, the electric power steering device is divided into first and
続いて、図4を用いて、オルタネータ16及びその周辺構成について説明する。
Subsequently, the
オルタネータ16は、3相2重巻線回転電機であり、具体的には、巻線界磁型同期機である。オルタネータ16を構成するロータ17は、界磁巻線18を備え、また、クランク軸50aと動力伝達が可能とされている。なお、界磁巻線18に流れる界磁電流は、界磁回路18aによって制御される。界磁回路18aは、制御部70によって制御される。
The
オルタネータ16を構成するステータには、2つの巻線群である第1巻線群19a、第2巻線群19bが巻回されている。第1,第2巻線群19a,19bに対して、ロータ17が共通とされている。第1巻線群19a及び第2巻線群19bのそれぞれは、異なる中性点を有する3相巻線からなる。
A stator constituting the
オルタネータ16は、第1巻線群19aに電気的に接続された第1インバータIV1と、第2巻線群19bに電気的に接続された第2インバータIV2とを備えている。なお、本実施形態では、第1巻線群19aを構成する巻線のそれぞれのターン数と、第2巻線群19bを構成する巻線のターン数とが等しく設定されている。
The
第1インバータIV1は、U,V,W相に対応する第1上アームスイッチSp1と、U,V,W相に対応する第1下アームスイッチSn1との直列接続体を備えている。U,V,W相における上記直列接続体の接続点は、第1巻線群19aのU,V,W相の端子に接続されている。本実施形態では、第1上アームスイッチSp1として、NチャネルMOSFETを用いている。そして、第1上,下アームスイッチSp1,Sn1には、第1上,下アームダイオードDp1,Dn1が逆並列に接続されている。なお、各ダイオードDp1,Dn1は、各スイッチSp1,Sn1のボディダイオードであってもよい。
The first inverter IV1 includes a series connection of a first upper arm switch Sp1 corresponding to the U, V, and W phases and a first lower arm switch Sn1 corresponding to the U, V, and W phases. The connection point of the series connection body in the U, V, and W phases is connected to the U, V, and W phase terminals of the first winding
第2インバータIV1は、U,V,W相に対応する第2上アームスイッチSp2と、U,V,W相に対応する第2下アームスイッチSn2との直列接続体を備えている。U,V,W相における上記直列接続体の接続点は、第2巻線群19bのU,V,W相の端子に接続されている。本実施形態では、第2上アームスイッチSp2として、NチャネルMOSFETを用いている。そして、第2上,下アームスイッチSp2,Sn2には、第2上,下アームダイオードDp2,Dn2が逆並列に接続されている。なお、各ダイオードDp2,Dn2は、各スイッチSp2,Sn2のボディダイオードであってもよい。 The second inverter IV1 includes a series connection of a second upper arm switch Sp2 corresponding to the U, V, and W phases and a second lower arm switch Sn2 corresponding to the U, V, and W phases. The connection point of the series connection body in the U, V, and W phases is connected to the U, V, and W phase terminals of the second winding group 19b. In the present embodiment, an N-channel MOSFET is used as the second upper arm switch Sp2. Then, second upper and lower arm diodes Dp2 and Dn2 are connected in anti-parallel to the second upper and lower arm switches Sp2 and Sn2. The diodes Dp2 and Dn2 may be body diodes of the switches Sp2 and Sn2.
第1上アームスイッチSp1のドレインには、導電部材である第1主出力部L1を介して第1バッテリ10の正極端子が接続されている。第1下アームスイッチSn1のソースには、接地部位が接続されている。第2上アームスイッチSp2のドレインには、導電部材である第2主出力部L2を介して第2バッテリ20の正極端子が接続されている。本実施形態において、第1主出力部L1は、第2主出力部L2とは異なる部材である。第2下アームスイッチSn2のソースには、接地部位が接続されている。
The positive terminal of the
続いて、図5を用いて、オルタネータ16の発電制御処理について説明する。この処理は、制御部70によって例えば所定周期で繰り返し実行される。
Subsequently, a power generation control process of the
この一連の処理では、まずステップS10において、第1電流検出部62により検出された電流を第1負荷電流IL1として取得し、第2電流検出部63により検出された電流を第2負荷電流IL2として取得する。また、第1電圧検出部60により検出された電圧を第1電圧V1として取得し、第2電圧検出部61により検出された電圧を第2電圧V2として取得する。なお、第1,第2負荷電流IL1,IL2としては、第1,第2電流検出部62,63の検出値に限らず、例えば、各電気負荷11〜14,21〜23の動作状態から推定された電流値であってもよい。
In this series of processing, first, in step S10, the current detected by the first
続くステップS12では、第1バッテリ10の現在の開放端電圧である第1開放端電圧OCV1と、第2バッテリ20の現在の開放端電圧である第2開放端電圧OCV2とを推定する。なお、第1開放端電圧OCV1は、第1負荷電流IL1及び第1電圧V1に基づいて推定されればよく、第2開放端電圧OCV2は、第2負荷電流IL2及び第2電圧V2に基づいて推定されればよい。また、第1開放端電圧OCV1に基づいて第1バッテリ10の現在の充電率である第1充電率SOC1が推定され、第2開放端電圧OCV2に基づいて第2バッテリ20の現在の充電率である第2充電率SOC2が推定される。ちなみに本実施形態において、ステップS12の処理が第1電圧推定部に相当する。
In the following step S12, a first open-circuit voltage OCV1 that is the current open-circuit voltage of the
続くステップS14では、第1最大電圧B1max、第1最小電圧B1min(<B1max)、第2最大電圧B2max、及び第2最小電圧B2min(<B2max)を算出する。以下、図6を用いて、各電圧について説明する。図6の実線は、第1,第2バッテリ10,20の充電率(SOC)と第1,第2バッテリ10,20の端子電圧CCV1,CCV2との関係を示す特性情報である。
In the following step S14, a first maximum voltage B1max, a first minimum voltage B1min (<B1max), a second maximum voltage B2max, and a second minimum voltage B2min (<B2max) are calculated. Hereinafter, each voltage will be described with reference to FIG. The solid line in FIG. 6 is characteristic information indicating the relationship between the state of charge (SOC) of the first and
図6に示すように、第1最大電圧B1maxは、第1バッテリ10に入力可能な最大入力電力が第1バッテリ10に入力される場合の第1バッテリ10の端子電圧である。第1最大電圧B1maxは、現在の第1開放端電圧OCV1よりも高くなる。第1最小電圧B1minは、第1バッテリ10から出力可能な最大出力電力が第1バッテリ10から出力される場合の第1バッテリ10の端子電圧である。第1最小電圧B1minは、現在の第1開放端電圧OCV1よりも低くなる。
As shown in FIG. 6, the first maximum voltage B1max is a terminal voltage of the
第2最大電圧B2maxは、第2バッテリ20に入力可能な最大入力電力が第2バッテリ20に入力される場合の第2バッテリ20の端子電圧である。第2最大電圧B2maxは、現在の第2開放端電圧OCV2よりも高くなる。第2最小電圧B2minは、第2バッテリ20から出力可能な最大出力電力が第2バッテリ20から出力される場合の第2バッテリ20の端子電圧である。第2最小電圧B2minは、現在の第2開放端電圧OCV2よりも低くなる。
The second maximum voltage B2max is a terminal voltage of the
先の図5の説明に戻り、続くステップS16では、オルタネータ16の最大電流容量Ipから第1負荷電流IL1を減算した値として、オルタネータ16から第1主出力部L1を介して第1バッテリ10に充電できる第1最大電流I1maxを算出する。本実施形態において、最大電流容量Ipとは、オルタネータ16の各出力部L1,L2へ出力可能な最大出力電流のことであり、オルタネータ16の総出力電流の1/2に相当する。また、最大電流容量Ipから第2負荷電流IL2を減算した値として、オルタネータ16から第2主出力部L2を介して第2バッテリ20に充電できる第2最大電流I2maxを算出する。
Returning to the description of FIG. 5, in the subsequent step S16, the value obtained by subtracting the first load current IL1 from the maximum current capacity Ip of the
続くステップS18では、第1最大電流I1maxで第1バッテリ10に充電する場合に必要な第1バッテリ10への供給電圧である第1最大充電電圧V1maxを算出する。詳しくは、図7に示すように、第1最大電流I1maxと、第1バッテリ10の充放電電流及び第1バッテリ10の端子電圧CCV1の関係を規定する特性情報とに基づいて、第1最大充電電圧V1maxを算出する。すなわち、仮設定した第1最大電流I1maxで第1バッテリ10が充電される場合における第1バッテリ10の端子電圧を第1最大充電電圧V1maxとして算出する。第1最大充電電圧V1maxは、第1最小電圧B1minから第1最大電圧B1maxまでの電圧範囲内の値である。
In the following step S18, a first maximum charging voltage V1max, which is a supply voltage to the
またステップS18では、第2最大電流I2maxで第2バッテリ20に充電する場合に必要な第2バッテリ20への供給電圧である第2最大充電電圧V2maxと算出する。詳しくは、図7に示すように、第2最大電流I2maxと、第2バッテリ20の充放電電流及び第2バッテリ20の端子電圧CCV2の関係を規定する特性情報とに基づいて、第2最大充電電圧V2maxを算出する。すなわち、仮設定した第2最大電流I2maxで第2バッテリ20が充電される場合における第2バッテリ20の端子電圧を第2最大充電電圧V2maxとして算出する。第2最大充電電圧V2maxは、第2最小電圧B2minから第2最大電圧B2maxまでの電圧範囲内の値である。なお本実施形態において、ステップS16,S18の処理が第2電圧推定部に相当する。
In step S18, a second maximum charging voltage V2max, which is a supply voltage to the
先の図5の説明に戻り、続くステップS20では、第1開放端電圧OCV1及び第2開放端電圧OCV2のうち、大きい方を第1判定電圧Vclに設定する。また、第1最大充電電圧V1max及び第2最大充電電圧V2maxのうち、小さい方を第2判定電圧Vcuに設定する。なお本実施形態において、ステップS20の処理が第1設定部及び第2設定部に相当する。 Returning to the description of FIG. 5, in the following step S20, the larger one of the first open-circuit voltage OCV1 and the second open-circuit voltage OCV2 is set as the first determination voltage Vcl. Further, a smaller one of the first maximum charging voltage V1max and the second maximum charging voltage V2max is set as the second determination voltage Vcu. In the present embodiment, the processing in step S20 corresponds to a first setting unit and a second setting unit.
続くステップS22では、第1判定電圧Vclが第2判定電圧Vcuよりも小さいか否かを判定する。この処理は、第1バッテリ10の充電指令電圧Vreg1と、第2バッテリ20の充電指令電圧Vreg1とが同一の値に設定できるか否かを判定するための処理である。また、この処理は、第1バッテリ10及び第2バッテリ20のうち一方のバッテリを他方のバッテリよりも優先的に充電すべき状況であるか否かを判定するための処理である。なお本実施形態において、ステップS22の処理が優先判定部に相当する。
In a succeeding step S22, it is determined whether or not the first determination voltage Vcl is lower than the second determination voltage Vcu. This process is for determining whether the charge command voltage Vreg1 of the
ステップS22において肯定判定した場合には、ステップS24に進み、第1充電指令電圧Vreg1及び第2充電指令電圧Vreg2のそれぞれを、第2判定電圧Vcuに設定する。この設定により、オルタネータ16の発電電力により各バッテリ10,20が充電される場合において接続部40の両端で電圧が等しくなり、接続部40を通過する電流が0となる。このため、オルタネータ16の発電電力により第1バッテリ10及び第2バッテリ20が充電される場合における損失を低減できる。また、各充電指令電圧Vreg1,Vreg2を、ステップS24において設定可能な電圧範囲の最大値としての第2判定電圧Vcuに設定できる。
If an affirmative determination is made in step S22, the process proceeds to step S24, where each of the first charge command voltage Vreg1 and the second charge command voltage Vreg2 is set to the second determination voltage Vcu. With this setting, when each of the
ちなみに、ステップS24において、第1充電指令電圧Vreg1及び第2充電指令電圧Vreg2を以下に説明するように設定してもよい。図8に示すように、第1判定電圧Vclから第2判定電圧Vcuまでの電圧範囲に含まれて、かつ、電費が最小となる充電指令電圧に第1充電指令電圧Vreg1及び第2充電指令電圧Vreg2を設定してもよい。ここで、電費とは、オルタネータ16の単位発電電力当たりのエンジン50の燃料消費増加量のことである。この設定手法によれば、エンジン50の燃費低減効果を高めることができる。なお、電費の算出手法は、例えば特開2004−260908号公報や特開2005−12971号公報に記載されているため、その詳細な説明を省略する。
Incidentally, in step S24, the first charge command voltage Vreg1 and the second charge command voltage Vreg2 may be set as described below. As shown in FIG. 8, the first charging command voltage Vreg1 and the second charging command voltage included in the voltage range from the first determination voltage Vcl to the second determination voltage Vcu and minimizing power consumption are included. Vreg2 may be set. Here, the electric cost refers to an increase in fuel consumption of the
先の図5の説明に戻り、ステップS22において否定判定した場合には、ステップS26に進み、第1充電指令電圧Vreg1及び第2充電指令電圧Vreg2のそれぞれを個別に設定する。本実施形態では、第1最大充電電圧V1max及び第2最大充電電圧V2maxのうち、第2判定電圧Vcuと同じ値の最大充電電圧に対応するバッテリを第1,第2バッテリ10,20から選択する。そして、選択したバッテリの充電指令電圧を第2判定電圧Vcuに設定する。図9には、第2充電指令電圧Vreg2を第2判定電圧Vcuに設定する例を示した。
Returning to the description of FIG. 5, if a negative determination is made in step S22, the process proceeds to step S26, in which the first charge command voltage Vreg1 and the second charge command voltage Vreg2 are individually set. In the present embodiment, the battery corresponding to the maximum charging voltage having the same value as the second determination voltage Vcu is selected from the first and
また、第1最大充電電圧V1max及び第2最大充電電圧V2maxのうち、第2判定電圧Vcuと同じ値ではない最大充電電圧に対応するバッテリを第1,第2バッテリ10,20から選択する。そして、選択したバッテリの充電指令電圧を、第2判定電圧Vcuよりも高くて、かつ、第1最大充電電圧V1max以下の値に設定する。図9には、第1充電指令電圧Vreg1を、第2判定電圧Vcuよりも所定量ΔVだけ高い値に設定する例を示した。
Further, a battery corresponding to a maximum charging voltage that is not the same value as the second determination voltage Vcu is selected from the first and
ステップS26における各充電指令電圧Vreg1,Vreg2の設定手法によれば、例えば、第2バッテリ20の充電を早期に完了したい場合、第2主出力部L2から出力された発電電力に加えて、第1主出力部L1から出力された発電電力によって第2バッテリ20を充電できる。
According to the setting method of the respective charge command voltages Vreg1 and Vreg2 in step S26, for example, when the charging of the
ちなみに本実施形態において、ステップS24,S26の処理が指令値設定部に相当する。 Incidentally, in the present embodiment, the processing of steps S24 and S26 corresponds to a command value setting unit.
先の図5の説明に戻り、ステップS24,S26の処理が完了した場合には、ステップS28に進む。ステップS28では、電源システムに備えられているオルタネータ16の仕様が、電圧制御仕様であるか電流制御仕様であるか否かを判定する。
Returning to the description of FIG. 5, when the processes of steps S24 and S26 are completed, the process proceeds to step S28. In step S28, it is determined whether the specification of the
ステップS28において電圧制御仕様であると判定した場合には、ステップS30に進み、ステップS24又はステップS26で設定した第1,第2充電指令電圧Vreg1,Vreg2に基づいて、第1,第2インバータIV1,IV2を操作する。詳しくは、第1インバータIV1から第1バッテリ10に出力される直流電圧を第1充電指令電圧Vreg1に制御すべく、第1インバータIV1を構成する各スイッチSp1,Sn1を開閉操作する。また、第2インバータIV2から第2バッテリ20に出力される直流電圧を第2充電指令電圧Vreg2に制御すべく、第2インバータIV2を構成する各スイッチSp2,Sn2を開閉操作する。
If it is determined in step S28 that the voltage control specification is satisfied, the process proceeds to step S30, and based on the first and second charge command voltages Vreg1 and Vreg2 set in step S24 or step S26, the first and second inverters IV1 and IV2 are controlled. , IV2. Specifically, the switches Sp1 and Sn1 included in the first inverter IV1 are opened and closed to control the DC voltage output from the first inverter IV1 to the
一方、ステップS28において否定判定した場合には、電流制御仕様であると判定し、ステップS32に進む。ステップS32では、第1充電指令電圧Vreg1を第1充電指令電流Igen1に換算し、第2充電指令電圧Vreg2を第2充電指令電流Igen2に換算する。本実施形態において、ステップS32の処理が換算部に相当する。以下、換算手法について説明する。 On the other hand, when a negative determination is made in step S28, it is determined that the current control specification is satisfied, and the process proceeds to step S32. In step S32, the first charge command voltage Vreg1 is converted into a first charge command current Igen1, and the second charge command voltage Vreg2 is converted into a second charge command current Igen2. In the present embodiment, the process in step S32 corresponds to a conversion unit. Hereinafter, the conversion method will be described.
まず、第1充電指令電圧Vreg1及び第2充電指令電圧Vreg2が同一の値に設定される場合について説明する。第1バッテリ10を流れる充電電流をIchg1、接続部40を流れる電流をItransと定義すると、第1主出力部L1から出力される電流である第1充電指令電流Igen1は下式(eq1)で算出できる。
First, a case where the first charge command voltage Vreg1 and the second charge command voltage Vreg2 are set to the same value will be described. If the charging current flowing through the
続いて、第1充電指令電圧Vreg1と第2充電指令電圧Vreg2が異なる場合について説明する。本実施形態では、接続部40の抵抗値をRa、第1充電指令電圧Vreg1及び第2充電指令電圧Vreg2の差である充電電位差ΔVを下式(eq5)から算出する。
Subsequently, a case where the first charge command voltage Vreg1 and the second charge command voltage Vreg2 are different will be described. In the present embodiment, the resistance value of the
続くステップS34では、ステップS32で換算した第1,第2充電指令電流Igen1,Igen2に基づいて、第1,第2インバータIV1,IV2を操作する。詳しくは、第1インバータIV1から第1バッテリ10に出力される直流電流を第1充電指令電流Igen1に制御すべく、第1インバータIV1を構成する各スイッチSp1,Sn1を開閉操作する。また、第2インバータIV2から第2バッテリ20に出力される直流電流を第2充電指令電流Igen2に制御すべく、第2インバータIV2を構成する各スイッチSp1,Sn1を開閉操作する。
In the following step S34, the first and second inverters IV1 and IV2 are operated based on the first and second charge command currents Igen1 and Igen2 converted in step S32. Specifically, the switches Sp1 and Sn1 included in the first inverter IV1 are opened and closed to control the DC current output from the first inverter IV1 to the
ちなみに本実施形態において、ステップS30,S34の処理が操作部に相当する。 Incidentally, in the present embodiment, the processing of steps S30 and S34 corresponds to the operation unit.
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
第1電気経路30aに第1主出力部L1を接続し、第2電気経路30bに第2主出力部L2を接続した。このため、第1電気経路30a及び第2電気経路30bのうち一方のみに主出力部が接続されている構成と比較して、接続部40の両端の電位差を小さくでき、接続部40を流れる電流を低減することができる。特に本実施形態では、第1充電指令電圧Vreg1及び第2充電指令電圧Vreg2を同一の値に設定した。このため、オルタネータ16の発電電力によって第1バッテリ10及び第2バッテリ20のそれぞれを充電する場合における損失を好適に低減できる。また、損失を低減することにより、接続部40に電流が流れることによる発熱を抑制できる。このため、フィン等の放熱部の体格を小さくでき、ひいては電源システムを車両に搭載しやすくできる。
The first main output section L1 was connected to the first electric path 30a, and the second main output section L2 was connected to the second
第1バッテリ10及び第2バッテリ20のうち一方のバッテリを他方のバッテリよりも優先的に充電すると判定された場合、上記一方のバッテリの充電指令電圧を上記他方のバッテリの充電指令電圧よりも大きく設定した。このため、優先的に充電すべきバッテリの充電を促進できる。
When it is determined that one of the
オルタネータ16が電流制御仕様であると判定された場合、各充電指令電圧Vreg1,Vreg2を各充電指令電流Igen1,Igen2に換算した。そして、換算した各充電指令電流Igen1,Igen2に基づいて、各インバータIV1,IV2を操作した。このため、電流量を直接の制御量とすることができ、各バッテリ10,20の充電制御を高精度に行うことができる。
When it was determined that the
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図10に示すように、電動パワーステアリング装置EPSの構成を変更する。なお図10において、先の図3に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
(2nd Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the configuration of the electric power steering device EPS is changed. In FIG. 10, the same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals for convenience.
図示されるように、第1ダイオード11c及び第2ダイオード21cのそれぞれのカソードには、第1駆動回路11a及び第2駆動回路21aのそれぞれの共通の電源CSの第1端に接続され、電源CSの第2端には接地部位が接続されている。本実施形態では、電源CSとしてコンデンサを用いている。 As shown in the figure, the respective cathodes of the first diode 11c and the second diode 21c are connected to the first end of a common power supply CS of the first drive circuit 11a and the second drive circuit 21a, respectively. Is connected to a grounding portion. In the present embodiment, a capacitor is used as the power supply CS.
以上説明した構成において、各電気負荷11〜14,21〜23の入力側にダイオードを設けることにより、以下に説明する効果が得られるようになる。詳しくは、各電気負荷11〜14,21〜23を介して第1バッテリ10と第2バッテリ20との間で電力が授受されることを回避でき、オルタネータ16の発電制御を適正に実施できなくなる事態を回避できる。なお、この場合において、ダイオードの代わりに、ボディダイオードのアノード,カソードの向きを上記ダイオードのアノード,カソードの向きと一致させた上記MOSFETを用いる場合に、充電電位差ΔVをゼロ以外に設定する場合は、MOSFETをオフ状態にしてボディダイオードのみで受電させることにより、共通の電源CSを介した電力授受を防止することができる。ちなみに上記MOSFETは、第1ダイオード11c側を例にして説明すると、第1電気経路30a側にソースが接続され、電源CS側にドレインが接続されたNチャネルMOSFETである。
In the configuration described above, by providing a diode on the input side of each of the
(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、第2バッテリ20の異常判定処理を行う。本実施形態において、第2バッテリ20の異常には、第2バッテリ20の劣化も含まれる。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, an abnormality determination process for the
図11に、異常判定処理の手順を示す。この処理は、制御部70により例えば所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 11 shows the procedure of the abnormality determination process. This process is repeatedly executed by the
この一連の処理では、まずステップS40において、第2バッテリ20の異常判定条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、判定条件として、車両のドアが開いているとの条件を用いる。
In this series of processing, first, in step S40, it is determined whether an abnormality determination condition for the
ステップS40において判定条件が成立していると判定した場合には、ステップS42に進み、前回の異常判定から所定期間経過しているか否かを判定する。ここで、上記所定期間は、例えば数日に設定されている。 If it is determined in step S40 that the determination condition is satisfied, the process proceeds to step S42, and it is determined whether a predetermined period has elapsed since the previous abnormality determination. Here, the predetermined period is set, for example, to several days.
ステップS42において肯定判定した場合には、ステップS44に進み、第2バッテリ20から出力された直流電圧を交流電圧に変換して第2巻線群19bに印加し、オルタネータ16からトルクを出力させるべく、第2インバータIV2を操作する。
If an affirmative determination is made in step S42, the process proceeds to step S44, in which the DC voltage output from the
続くステップS46では、第2インバータIV2の操作期間における第2負荷電流IL2及び第2電圧V2に基づいて、第2バッテリ20の内部抵抗値Rc2を推定する。本実施形態では、第2負荷電流IL2の変化量に対する第2電圧V2の変化量の割合として、内部抵抗値Rc2を推定する。このため、上記割合が把握しやすくなるような電流変化及び電圧変化となるように第2インバータIV2を操作すればよい。
In the following step S46, the internal resistance value Rc2 of the
なお、第2インバータIV2の操作期間において、ロータ17が回転しないようにロータ17の回転にブレーキをかけるブレーキ装置をオルタネータ16に備えてもよい。また、第1巻線群19aへの通電により発生するトルクと、第2巻線群19bへの通電により発生するトルクとが逆向きになるように第1,第2インバータIV1,IV2を操作してもよい。これにより、ブレーキ装置を備えることなく、ロータ17の回転を防止できる。
The
続くステップS48では、推定した内部抵抗値Rc2が所定値Rth未満であるか否かを判定する。この処理は、車両に現在搭載されている第2バッテリ20を新品のバッテリに交換することを推奨する交換推奨情報をユーザに通知するための処理である。
In a succeeding step S48, it is determined whether or not the estimated internal resistance value Rc2 is smaller than a predetermined value Rth. This process is a process for notifying the user of replacement recommended information recommending that the
ステップS48において否定判定した場合には、第2バッテリ20に異常が生じていると判定し、ステップS50に進む。ステップS50では、交換推奨情報をユーザに通知する。ここで交換推奨情報を、例えば、車両のインスツルメントパネルに設けられた警告灯等の表示部により通知したり、ユーザの所持する携帯端末にメール送信することにより通知したりすればよい。
If a negative determination is made in step S48, it is determined that an abnormality has occurred in the
以上説明した本実施形態によれば、第2バッテリ20の異常を検出して第2バッテリ20の交換を促すことができる。
According to the present embodiment described above, it is possible to detect the abnormality of the
(第4実施形態)
以下、第4実施形態について、上記第2実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図10に示したダイオード11c,21cに代えて、図12に示す構成を用いる。なお図12において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。また図12では、オルタネータ16等の図示を省略している。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the second embodiment. In the present embodiment, the configuration shown in FIG. 12 is used instead of the diodes 11c and 21c shown in FIG. 12, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals for convenience. In FIG. 12, the
図示されるように、第1バッテリ10及び第2バッテリ20の電力は、共通の電源80に蓄積される。本実施形態では、電源80としてバッテリを用いている。なお、電源80としては、バッテリに限らず、例えばコンデンサであってもよい。
As shown, the power of the
第1電気経路30aには、第1バッテリ10から出力される直流電圧を変圧して出力する第1変圧部81の入力側が接続されている。本実施形態において、第1変圧部81は、DCDCコンバータである。第1変圧部81は、第1バッテリ10側から電源80側への電力の移動を許容し、電源80側から第1バッテリ10側への電力の移動を阻止する機能を有している。
The input side of a
第2電気経路30bには、第2バッテリ20から出力される直流電圧を変圧して出力する第2変圧部82の入力側が接続されている。本実施形態において、第2変圧部82は、DCDCコンバータである。第2変圧部82は、第2バッテリ20側から電源80側への電力の移動を許容し、電源80側から第2バッテリ20側への電力の移動を阻止する機能を有している。本実施形態において、第1変圧部81の出力電圧は、第2変圧部82の出力電圧と同一の値に設定されている。なお、第1変圧部81及び第2変圧部82の変圧機能は、具体的には、昇圧機能及び降圧機能のうち少なくとも一方の機能である。
The input side of a
電源80には、第1モジュール11、第1検知部12、第1基本電気負荷13、スタータ14、第2モジュール21、第2検知部22及び第2基本電気負荷23のそれぞれが並列接続されている。
Each of the
以上説明した本実施形態によれば、共通の電源80から第1,第2バッテリ10,20への電力の移動が第1,第2変圧部81,82によって阻止される。このため、電気負荷11〜14,21〜23を介した第1バッテリ10と第2バッテリ20との間の電力の授受を防止できる。
According to the present embodiment described above, the transfer of power from the
(第5実施形態)
以下、第5実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図13及び図14に示すように、オルタネータ及びその周辺構成を変更する。なお図13及び図14において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, the fifth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment. In the present embodiment, the alternator and its peripheral configuration are changed as shown in FIGS. 13 and 14, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals for convenience.
オルタネータ80は、巻線界磁型同期機である。オルタネータ80を構成するロータ83は、界磁巻線85を備え、また、クランク軸50aと動力伝達が可能とされている。なお、界磁巻線85に流れる界磁電流は、界磁回路85aによって制御される。界磁回路85aは、制御部70によって制御される。
The
オルタネータ80を構成するステータには、1つの巻線群84が巻回されている。巻線群84は、異なる中性点を有する3相巻線からなる。オルタネータ80は、巻線群84に電気的に接続された整流回路CCを備えている。本実施形態において、整流回路CCは、上アームダイオードDp及び下アームダイオードDnにより構成された全波整流回路である。
One winding
下アームダイオードDnのアノードには、接地部位が接続されている。一方、上アームダイオードDpのカソードには、導電部材である主出力部LLmが接続されている。主出力部LLmの分岐部LBには、第1出力部LL1を介して第1バッテリ10の正極端子が接続されている。また、分岐部LBには、第2出力部LL2を介して第2バッテリ20の正極端子が接続されている。
The ground part is connected to the anode of the lower arm diode Dn. On the other hand, a main output portion LLm, which is a conductive member, is connected to the cathode of the upper arm diode Dp. The positive terminal of the
第1出力部LL1には、第1整流ダイオード86が設けられている。第1整流ダイオード86のアノードには、分岐部LB側が接続され、カソードには、第1バッテリ10の正極端子側が接続されている。
The first output section LL1 is provided with a
第2出力部LL2には、第2整流ダイオード87が設けられている。第2整流ダイオード87のアノードには、分岐部LB側が接続され、カソードには、第2バッテリ20の正極端子側が接続されている。
The second output section LL2 is provided with a
ちなみに本実施形態の発電制御処理において、先の図5のステップS26の処理を除去すればよい。これは、本実施形態では、各充電指令電圧Vreg1,Vreg2が同一の値に設定されるためである。 Incidentally, in the power generation control processing of the present embodiment, the processing of step S26 in FIG. 5 described above may be eliminated. This is because in the present embodiment, the charge command voltages Vreg1 and Vreg2 are set to the same value.
以上説明した本実施形態によれば、第1バッテリ10の出力電圧が第2バッテリ20の出力電圧よりも高い場合であっても、第1整流ダイオード86により、第1バッテリ10から、第1出力部LL1、分岐部LB及び第2出力部LL2を介して第2バッテリ20に電流が流れることを回避できる。一方、第2バッテリ20の出力電圧が第1バッテリ10の出力電圧よりも高い場合であっても、第2整流ダイオード87により、第2バッテリ20から、第2出力部LL2、分岐部LB及び第1出力部LL1を介して第1バッテリ10に電流が流れることを回避できる。
According to the present embodiment described above, even when the output voltage of the
(第6実施形態)
以下、第6実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図15に示すように、第2電気経路30b上に、遮断部材としての安全プラグ31を設けている。なお、図15において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
(Sixth embodiment)
Hereinafter, the sixth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 15, a
図示されるように、安全プラグ31は、第2電気経路30b上に挿し込まれた状態で第1バッテリ10及び第2バッテリ20の間を電気的に接続する。一方、安全プラグ31が第2電気経路30b上からユーザに引き抜かれることにより、第1バッテリ10及び第2バッテリ20の間が電気的に遮断される。
As illustrated, the
なお、図15には、第1バッテリ10の正極,負極端子を10p,10nにて示し、第2バッテリ20の正極,負極端子を20p,20nにて示した。また、各負極端子10n,20nと接地部位とを接続する電気経路を33にて示し、オルタネータ16と接地部位とを接続する電気経路を32にて示した。
In FIG. 15, the positive and negative terminals of the
安全プラグ31は、ユーザが車両を長期間使用しない場合にユーザにより引き抜かれる。その後、ユーザが車両を使用する場合に安全プラグ31がユーザにより挿し込まれる。ここで、ユーザが車両を長期間使用しない場合とは、例えば、飛行場の駐車場で車両が長期間駐車される場合である。以下、安全プラグ31の効果について説明する。
The
第1バッテリ10及び第2バッテリ20が接続部40を介して接続された状態では、第1バッテリ10及び第2バッテリ20の間に暗電流が流れ、接続部40において電力が消費される。この電力消費が長期間継続されると、第1バッテリ10及び第2バッテリ20の充電容量が低下することとなる。こうした事態は、安全プラグ31を引き抜くことにより回避できる。なお、車両の盗難防止機能を作動させる電気負荷、及び車両のドアロックを実施するための電気負荷は、第2バッテリ20に電気的に接続されればよい。
In a state where the
本実施形態では、安全プラグ31にヒューズが設けられている。安全プラグ31が第2電気経路30b上に挿し込まれた状態で、ヒューズは第1バッテリ10及び第2バッテリ20に直列接続される。以下、ヒューズの効果について説明する。
In the present embodiment, the
先の図1において、第2バッテリ20の正極端子から、接続部40の第2バッテリ20側、各電気負荷21〜23、及びオルタネータ16の第2主出力部L2のそれぞれに接続されている配線の一部が接地部位に短絡した場合、第1バッテリ10から接続部40を介して第2バッテリ20側へと大電流が流れる。一方、第1バッテリ10の正極端子から、接続部40の第1バッテリ10側、各電気負荷11〜14、及びオルタネータ16の第1主出力部L1のそれぞれに接続されている配線の一部が接地部位に短絡した場合、第2バッテリ20から接続部40を介して第1バッテリ10側へと大電流が流れる。この場合、ヒューズが溶断されることにより、第1バッテリ10と第2バッテリ20とが電気的に遮断される。これにより、第1バッテリ10及び第2バッテリ20のうち短絡が生じていない方の系統の機能を維持することができる。つまり、第1バッテリ10に接続された電気負荷、又は第2バッテリ20に接続された電気負荷のどちらかは、動作できる。
In FIG. 1, the wiring connected from the positive terminal of the
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
The above embodiments may be modified and implemented as follows.
・上記第1実施形態において、オルタネータ16に代えて、スタータ及びオルタネータ(発電機)の機能を統合したISG(Integrated Starter Generator)を用いてもよい。この場合、スタータ14を電源システムから除去すればよい。
-In the said 1st Embodiment, instead of the
・接続部としては、上記第1実施形態に示したものに限らず、例えば図16に示す接続部90であってもよい。詳しくは、接続部90は、第1〜第3抵抗体91a〜91cの直列接続体と、第1〜第3リレー92a〜92cとを備えている。第1リレー92aは、第1抵抗体91aに並列接続され、第2リレー92bは、第2抵抗体91bに並列接続され、第3リレー92cは、第3抵抗体91cに並列接続されている。この場合、各リレー92a〜92cを開操作することにより、上記第6実施形態の安全プラグ31の機能を実現することができる。
The connection section is not limited to the connection section shown in the first embodiment, and may be, for example, the
また、図2の第3抵抗体41cにリレーを直列接続してもよい。この場合、接続部40を構成する全てのリレーを開操作することにより、安全プラグ31の機能を実現することができる。
Further, a relay may be connected in series to the
また、接続部としては、上記特許文献1のように、MOSFET等の接続スイッチのみで構成されていてもよい。この場合、第1バッテリ10の正極端子が、第1電気経路30a、接続スイッチ及び第2電気経路30bを介して第2バッテリ20の正極端子と接続される。また、接続部としてDCDCコンバータを設置することも可能である。接続スイッチ及びDCDCコンバータのいずれを備える構成の場合でも、接続部を通過する電流を低減することができ、ひいては損失を低減できる。
Further, the connection unit may be configured only with a connection switch such as a MOSFET, as in
・上記第3実施形態の図11において、ステップS40の判定条件に、車両のイグニッションスイッチのオフ操作直後であるとの条件を含めてもよい。この場合、ユーザが車両の使用を完了した後、異常判定処理が実行される。 In FIG. 11 of the third embodiment, the determination condition in step S40 may include a condition that it is immediately after the ignition switch of the vehicle is turned off. In this case, after the user has completed the use of the vehicle, an abnormality determination process is performed.
・上記第3実施形態の図11において、ステップS44の処理を、スタータ14を駆動させる処理としてもよい。この場合、クランク軸50aが回転しないように、ブレーキ装置によってクランク軸50aにブレーキをかけてもよい。
In FIG. 11 of the third embodiment, the process of step S44 may be a process of driving the
・上記第1実施形態では、走行制御として、車線維持支援制御を行ったがこれに限らず、例えば、アンチロックブレーキ制御や、車両の自動ブレーキ制御を行ってもよい。 In the first embodiment, the lane keeping assist control is performed as the travel control. However, the present invention is not limited to this. For example, anti-lock brake control or automatic brake control of the vehicle may be performed.
・上記第6実施形態において、第1電気経路30aに安全プラグ31を設けてもよい。
-In the sixth embodiment, the
・上記第1実施形態において、接続部を構成するスイッチとしては、リレーに限らず、例えば半導体スイッチング素子であってもよい。半導体スイッチング素子としては、例えば、MOSFETやIGBTを用いることができる。 -In the said 1st Embodiment, the switch which comprises a connection part is not restricted to a relay, For example, a semiconductor switching element may be sufficient. As the semiconductor switching element, for example, a MOSFET or an IGBT can be used.
・バッテリの種類としては、鉛バッテリに限らず、例えば、リチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリであってもよい。 The type of battery is not limited to a lead battery, but may be, for example, a lithium ion battery or a nickel hydride battery.
・第1バッテリ及び第2バッテリとしては、互いに種類が同じものに限らず、種類が違うものであってもよい。また上記各実施形態において、第1バッテリ及び第2バッテリとしては、その満充電容量が互いに同じものであってもよいし、違うものであってもよい。 The types of the first battery and the second battery are not limited to the same type but may be different types. In the above embodiments, the first battery and the second battery may have the same or different full charge capacities.
10…第1バッテリ、16…オルタネータ、20…第2バッテリ、40…接続部、L1…第1出力部、L2…第2出力部。 Reference numeral 10: first battery, 16: alternator, 20: second battery, 40: connecting portion, L1: first output portion, L2: second output portion.
Claims (8)
前記第1バッテリ及び前記第2バッテリの間を電気的に接続する接続部(40;90)と、
発電機(16;80)と、
前記発電機に接続されて当該発電機の発電電力を出力する主出力部(LLm)と、
前記主出力部の分岐部(LB)から分岐して、前記接続部及び前記第1バッテリの間を接続する第1電気経路(30a)に接続される第1出力部(LL1)と、
前記分岐部から分岐して、前記接続部及び前記第2バッテリの間を接続する第2電気経路(30b)に接続される第2出力部(LL2)と、
前記第1出力部に設けられ、当該第1出力部において前記分岐部から前記第1電気経路側へと向かう第1方向の電流の流通を許容して、かつ、前記第1方向とは逆方向の電流の流通を阻止する第1整流部(86)と、
前記第2出力部に設けられ、当該第2出力部において前記分岐部から前記第2電気経路側へと向かう第2方向の電流の流通を許容して、かつ、前記第2方向とは逆方向の電流の流通を阻止する第2整流部(87)と、
前記第1バッテリ及び前記第2バッテリのそれぞれの開放端電圧を推定する第1電圧推定部(70)と、
前記第1バッテリ及び前記第2バッテリのそれぞれについて、仮設定した充電電流で充電される場合における端子電圧を推定する第2電圧推定部(70)と、
前記第1電圧推定部により推定された前記第1バッテリ及び前記第2バッテリのそれぞれの開放端電圧のうち、大きい方を第1判定電圧に設定する第1設定部(70)と、
前記第2電圧推定部により推定された前記第1バッテリ及び前記第2バッテリのそれぞれの端子電圧のうち、小さい方を第2判定電圧に設定する第2設定部(70)と、
前記第1判定電圧が前記第2判定電圧よりも低い場合、前記第1バッテリ及び前記第2バッテリのそれぞれの充電電圧が前記第1判定電圧以上であってかつ前記第2判定電圧以下の電圧範囲に収まるように、前記第1バッテリ及び前記第2バッテリのそれぞれの共通の充電指令電圧又は充電指令電流のいずれかである充電指令値を設定する指令値設定部(70)と、
前記発電機の出力値を前記充電指令値に制御すべく前記発電機を操作する操作部(70)と、を備える車載電源装置。 A power supply device mounted on a vehicle including a first battery (10) and a second battery (20),
A connection part (40; 90) for electrically connecting the first battery and the second battery;
A generator (16; 80);
A main output unit (LLm) connected to the generator and outputting the generated power of the generator;
A first output section (LL1) branched from a branch section (LB) of the main output section and connected to a first electric path (30a) connecting the connection section and the first battery;
A second output section (LL2) branched from the branch section and connected to a second electric path (30b) connecting the connection section and the second battery;
The first output unit is provided in the first output unit, and allows current to flow in a first direction from the branch unit to the first electric path side in the first output unit, and in a direction opposite to the first direction. A first rectifying unit (86) for preventing the current from flowing,
The second output unit is provided in the second output unit, and allows the flow of a current in a second direction from the branch unit to the second electric path side in the second output unit, and is opposite to the second direction. A second rectifying unit (87) for blocking the flow of current of
A first voltage estimator (70) for estimating an open-end voltage of each of the first battery and the second battery;
A second voltage estimating unit (70) for estimating a terminal voltage when each of the first battery and the second battery is charged with a temporarily set charging current;
A first setting unit (70) that sets a larger one of the open-end voltages of the first battery and the second battery estimated by the first voltage estimating unit to a first determination voltage;
A second setting unit (70) that sets a smaller one of the terminal voltages of the first battery and the second battery estimated by the second voltage estimating unit to a second determination voltage;
When the first determination voltage is lower than the second determination voltage, a voltage range in which the respective charging voltages of the first battery and the second battery are equal to or higher than the first determination voltage and equal to or lower than the second determination voltage. A command value setting unit (70) for setting a charge command value that is either a common charge command voltage or a charge command current for each of the first battery and the second battery,
An operation unit (70) for operating the generator so as to control the output value of the generator to the charging command value.
前記第1バッテリ及び前記第2バッテリの間を電気的に接続する接続部(40;90)と、
発電機(16;80)と、
前記発電機に接続されて当該発電機の発電電力を出力して、かつ、前記接続部及び前記第1バッテリの間を接続する第1電気経路(30a)に接続される第1主出力部(L1)と、
前記発電機に接続されて当該発電機の発電電力を出力して、かつ、前記接続部及び前記第2バッテリの間を接続する第2電気経路(30b)に接続される第2主出力部(L2)と、
前記第1バッテリ及び前記第2バッテリのそれぞれの開放端電圧を推定する第1電圧推定部(70)と、
前記第1バッテリ及び前記第2バッテリのそれぞれについて、仮設定した充電電流で充電される場合における端子電圧を推定する第2電圧推定部(70)と、
前記第1電圧推定部により推定された前記第1バッテリ及び前記第2バッテリのそれぞれの開放端電圧のうち、大きい方を第1判定電圧に設定する第1設定部(70)と、
前記第2電圧推定部により推定された前記第1バッテリ及び前記第2バッテリのそれぞれの端子電圧のうち、小さい方を第2判定電圧に設定する第2設定部(70)と、
前記第1判定電圧が前記第2判定電圧よりも低い場合、前記第1バッテリ及び前記第2バッテリのそれぞれの充電電圧が前記第1判定電圧以上であってかつ前記第2判定電圧以下の電圧範囲に収まるように、前記第1バッテリ及び前記第2バッテリのそれぞれの充電指令電圧又は充電指令電流のいずれかである充電指令値を設定する指令値設定部(70)と、
前記発電機の出力値を前記充電指令値に制御すべく前記発電機を操作する操作部(70)と、を備える車載電源装置。 A power supply device mounted on a vehicle including a first battery (10) and a second battery (20),
A connection part (40; 90) for electrically connecting the first battery and the second battery;
A generator (16; 80);
A first main output section (30a) connected to the generator to output power generated by the generator and connected to a first electric path (30a) connecting the connection section and the first battery; L1),
A second main output section (30b) connected to the generator to output the generated power of the generator and connected to a second electric path (30b) connecting the connection section and the second battery; L2),
A first voltage estimator (70) for estimating an open-end voltage of each of the first battery and the second battery;
A second voltage estimating unit (70) for estimating a terminal voltage when each of the first battery and the second battery is charged with a temporarily set charging current;
A first setting unit (70) that sets a larger one of the open-end voltages of the first battery and the second battery estimated by the first voltage estimating unit to a first determination voltage;
A second setting unit (70) that sets a smaller one of the terminal voltages of the first battery and the second battery estimated by the second voltage estimating unit to a second determination voltage;
When the first determination voltage is lower than the second determination voltage, a voltage range in which the respective charging voltages of the first battery and the second battery are equal to or higher than the first determination voltage and equal to or lower than the second determination voltage. A command value setting unit (70) for setting a charge command value that is either a charge command voltage or a charge command current of each of the first battery and the second battery,
An operation unit (70) for operating the generator so as to control the output value of the generator to the charging command value.
前記指令値設定部は、前記優先判定部により優先的に充電すると判定された場合、前記一方のバッテリの前記充電指令値を前記他方のバッテリの前記充電指令値よりも大きく設定する請求項2又は3に記載の車載電源装置。 A priority determination unit (70) that determines whether to charge one of the first battery and the second battery more preferentially than the other battery,
Said command value setting unit, said priority when it is determined that the charge preferentially by the determination unit, according to claim 2 or greater than the charge command value of said charging command value the other battery of the one battery 4. The vehicle-mounted power supply device according to 3 .
前記指令値設定部は、設定した前記充電指令電圧を前記充電指令電流に換算する換算部を含み、
前記操作部は、前記発電機の出力電流を、前記換算部により換算された前記充電指令電流に制御すべく前記発電機を操作する請求項2〜4のいずれか1項に記載の車載電源装置。 The command value setting unit sets the charge command voltage as the charge command value,
The command value setting unit includes a conversion unit that converts the set charging command voltage into the charging command current,
The in-vehicle power supply device according to any one of claims 2 to 4 , wherein the operation unit operates the generator to control an output current of the generator to the charging command current converted by the conversion unit. .
前記発電機は、前記内燃機関から動力が供給されて発電し、
前記指令値設定部は、前記発電機の単位発電電力当たりの前記内燃機関の燃料消費増加量が最小となる前記充電指令値を設定する請求項2〜5のいずれか1項に記載の車載電源装置。 The vehicle includes an internal combustion engine (50),
The generator is supplied with power from the internal combustion engine to generate power,
The vehicle-mounted power supply according to any one of claims 2 to 5 , wherein the command value setting unit sets the charge command value that minimizes an increase in fuel consumption of the internal combustion engine per unit generated power of the generator. apparatus.
前記第1バッテリ及び前記第2バッテリの間を電気的に接続する接続部(40;90)と、
発電機(16;80)と、
前記発電機に接続されて当該発電機の発電電力を出力して、かつ、前記接続部及び前記第1バッテリの間を接続する第1電気経路(30a)に接続される第1主出力部(L1)と、
前記発電機に接続されて当該発電機の発電電力を出力して、かつ、前記接続部及び前記第2バッテリの間を接続する第2電気経路(30b)に接続される第2主出力部(L2)と、
前記第1バッテリ及び前記第2バッテリのそれぞれを電源とする電気負荷(11a,21a)と、
前記電気負荷において前記各バッテリの電力が入力される側に設けられ、ドレインが前記電気負荷側に接続されて、かつ、ソースが前記各バッテリ側に接続されたMOSFETと、を備え、
前記第1バッテリの充電指令電圧と前記第2バッテリの充電指令電圧とが異なる場合、前記MOSFETを開状態とする車載電源装置。 A power supply device mounted on a vehicle including a first battery (10) and a second battery (20),
A connection part (40; 90) for electrically connecting the first battery and the second battery;
A generator (16; 80);
A first main output section (30a) connected to the generator to output power generated by the generator and connected to a first electric path (30a) connecting the connection section and the first battery; L1),
A second main output section (30b) connected to the generator to output the generated power of the generator and connected to a second electric path (30b) connecting the connection section and the second battery; L2),
An electric load (11a, 21a) using each of the first battery and the second battery as a power source;
A MOSFET provided on a side to which the power of each battery is input in the electric load, a drain connected to the electric load side, and a source connected to each battery side;
When the charge command voltage of the first battery is different from the charge command voltage of the second battery, the vehicle-mounted power supply device opens the MOSFET.
前記第1バッテリ及び前記第2バッテリの間を電気的に接続する接続部(40;90)と、
発電機(16;80)と、
前記接続部及び前記第1バッテリの間を接続する第1電気経路(30a)と、前記接続部及び前記第2バッテリの間を接続する第2電気経路(30b)とのそれぞれに電気的に接続されて、かつ、前記発電機の発電電力を出力する出力部(L1,L2;LLm,LL1,LL2,85,86)と、
前記第1バッテリから出力される直流電圧を変圧して出力する第1変圧部(81)と、
前記第2バッテリから出力される直流電圧を変圧して出力する第2変圧部(82)と、
前記第1変圧部及び前記第2変圧部のそれぞれから出力される電流により充電される共通の電源(80)と、
前記共通の電源に電気的に接続された電気負荷(11〜14,21〜23)と、を備える車載電源装置。 A power supply device mounted on a vehicle including a first battery (10) and a second battery (20),
A connection part (40; 90) for electrically connecting the first battery and the second battery;
A generator (16; 80);
A first electrical path (30a) connecting the connection part and the first battery and a second electrical path (30b) connecting the connection part and the second battery are electrically connected. Output units (L1, L2; LLm, LL1, LL2, 85, 86) for outputting the generated power of the generator;
A first transformer (81) that transforms and outputs a DC voltage output from the first battery;
A second transformer (82) for transforming and outputting a DC voltage output from the second battery;
A common power supply (80) charged with current output from each of the first transformer and the second transformer;
An electric load (11 to 14, 21 to 23) electrically connected to the common power supply.
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