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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