JP6860421B2 - Vehicle power supply - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載される車両用電源装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply device mounted on a vehicle.

車両に搭載される車両用電源装置として、エンジンに連結される電動機を備えた電源装置が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に記載の電源装置は、電動機や電気負荷に電力を供給する蓄電体として、互いに接続される鉛バッテリとリチウムイオンバッテリとを有している。また、引用文献1に記載の電源装置は、電動機を力行させてエンジンをアシストする際に、鉛バッテリとリチウムイオンバッテリとの接続を解除している。これにより、リチウムイオンバッテリから電動機に対する供給電力が急増する場合であっても、鉛バッテリから電気負荷に対して適切に電力を供給することができる。 As a vehicle power supply device mounted on a vehicle, a power supply device including an electric motor connected to an engine has been proposed (see Patent Document 1). The power supply device described in Patent Document 1 has a lead battery and a lithium ion battery connected to each other as a power storage body for supplying electric power to an electric motor or an electric load. Further, the power supply device described in Cited Document 1 disconnects the lead battery and the lithium ion battery when the electric motor is driven to assist the engine. As a result, even when the power supplied from the lithium ion battery to the electric motor suddenly increases, the power can be appropriately supplied from the lead battery to the electric load.

特開2013−256267号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-256267

また、引用文献1に記載の電源装置は、電流センサの故障によって鉛バッテリの放電状況を把握できない場合に、電動機によるエンジンのアシストを禁止している。このように、電動機によるアシストを禁止して鉛バッテリとリチウムイオンバッテリとの接続を維持することにより、万一、センサ故障中に鉛バッテリの放電性能が低下した場合であっても、リチウムイオンバッテリから電気負荷に電力を供給することができ、電源装置を正常に機能させることができる。しかしながら、電動機によるエンジンのアシストが実行された状態、つまり鉛バッテリとリチウムイオンバッテリとが切り離された状態のもとで、電流センサ等に異常が発生した場合には、鉛バッテリの放電状況を適切に把握することができないため、電源装置を適切に制御することが困難となっていた。 Further, the power supply device described in Cited Document 1 prohibits the assist of the engine by the electric motor when the discharge status of the lead battery cannot be grasped due to the failure of the current sensor. In this way, by prohibiting the assist by the electric power and maintaining the connection between the lead battery and the lithium ion battery, even if the discharge performance of the lead battery deteriorates during the sensor failure, the lithium ion battery The electric load can be supplied from the power source, and the power supply device can function normally. However, if an abnormality occurs in the current sensor or the like while the engine is assisted by the electric motor, that is, when the lead battery and the lithium ion battery are separated, the discharge status of the lead battery is appropriate. It has been difficult to properly control the power supply device because it cannot be grasped.

本発明の目的は、センサ異常が発生した場合であっても、車両用電源装置を適切に制御することにある。 An object of the present invention is to appropriately control a vehicle power supply device even when a sensor abnormality occurs.

本発明の車両用電源装置は、車両に搭載される車両用電源装置であって、エンジンに連結される電動機と、前記電動機に接続される第1蓄電体と、前記第1蓄電体と並列に前記電動機に接続される第2蓄電体と、前記電動機と前記第1蓄電体とを接続する導通状態と、前記電動機と前記第1蓄電体とを切り離す遮断状態と、に制御されるスイッチと、前記電動機が力行状態に制御される場合に、前記スイッチを遮断状態に制御するスイッチ制御部と、前記第1蓄電体の放電状況を検出する蓄電体センサと、前記蓄電体センサの異常を判定するセンサ判定部と、前記第1蓄電体に接続される制御ユニットと、を有し、前記スイッチ制御部は、前記電動機の力行に伴って前記スイッチを遮断した状態のもとで、前記蓄電体センサが異常であると判定され、かつ前記制御ユニットの電源電圧が閾値を下回る場合に、前記スイッチを遮断状態から導通状態に制御する。 The vehicle power supply device of the present invention is a vehicle power supply device mounted on a vehicle, in which an electric motor connected to an engine, a first power storage body connected to the electric motor, and the first power storage body are arranged in parallel. A switch controlled by a second storage body connected to the electric motor, a conduction state connecting the electric motor and the first storage body, and a cutoff state connecting the electric motor and the first storage body. When the electric motor is controlled to the power running state, the switch control unit that controls the switch to the cutoff state, the storage body sensor that detects the discharge state of the first storage body, and the abnormality of the storage body sensor are determined. It has a sensor determination unit and a control unit connected to the first storage body, and the switch control unit has the storage body sensor in a state where the switch is shut off due to the power running of the electric motor. Is determined to be abnormal, and when the power supply voltage of the control unit falls below the threshold value, the switch is controlled from the cutoff state to the conduction state.

本発明によれば、電動機の力行に伴ってスイッチを遮断した状態のもとで、蓄電体センサが異常であると判定され、かつ制御ユニットの電源電圧が閾値を下回る場合に、スイッチを遮断状態から導通状態に制御する。これにより、センサ異常が発生した場合であっても、車両用電源装置を適切に制御することができる。 According to the present invention, the switch is shut off when the power storage sensor is determined to be abnormal and the power supply voltage of the control unit falls below the threshold value under the state where the switch is shut off due to the power running of the electric motor. Controls to a conductive state. As a result, even when a sensor abnormality occurs, the vehicle power supply device can be appropriately controlled.

本発明の一実施の形態である車両用電源装置を備えた車両の構成例を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of the vehicle provided with the power-source device for a vehicle which is one Embodiment of this invention. 電源回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of a power supply circuit. スタータジェネレータを燃焼発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the electric power supply state when the starter generator is controlled to the combustion power generation state. スタータジェネレータを発電休止状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the power supply situation when the starter generator is controlled to the power generation hibernation state. スタータジェネレータを回生発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the power supply situation when the starter generator is controlled to the regenerative power generation state. スイッチ開閉制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the execution procedure of a switch open / close control. スイッチ開閉制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the execution procedure of a switch open / close control. スイッチ開閉制御の各過程における電力供給状況を示す図である。It is a figure which shows the electric power supply state in each process of a switch open / close control. (a)および(b)は、スイッチ開閉制御の各過程における電力供給状況を示す図である。(A) and (b) are diagrams showing the power supply status in each process of switch open / close control. (a)および(b)は、スイッチ開閉制御の各過程における電力供給状況を示す図である。(A) and (b) are diagrams showing the power supply status in each process of switch open / close control.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態である車両用電源装置10を備えた車両11の構成例を示す概略図である。図1に示すように、車両11には、本発明の一実施の形態である車両用電源装置10が搭載されている。また、車両11には、動力源であるエンジン12を備えたパワーユニット13が搭載されている。エンジン12のクランク軸14には、ベルト機構15を介してスタータジェネレータ(電動機)16が機械的に連結されている。また、エンジン12にはトルクコンバータ17を介して変速機構18が連結されており、変速機構18にはデファレンシャル機構19等を介して車輪20が連結されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of a vehicle 11 provided with a vehicle power supply device 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the vehicle 11 is equipped with a vehicle power supply device 10 according to an embodiment of the present invention. Further, the vehicle 11 is equipped with a power unit 13 including an engine 12 as a power source. A starter generator (electric motor) 16 is mechanically connected to the crankshaft 14 of the engine 12 via a belt mechanism 15. Further, the transmission mechanism 18 is connected to the engine 12 via a torque converter 17, and the wheels 20 are connected to the transmission mechanism 18 via a differential mechanism 19 or the like.

エンジン12に連結されるスタータジェネレータ16は、発電機および電動機として機能する所謂ISG(Integrated Starter Generator)である。この発電電動機であるスタータジェネレータ16は、クランク軸14によって駆動される発電機として機能するだけでなく、クランク軸14を回転させる電動機として機能する。例えば、アイドリングストップ制御においてエンジン12を再始動させる場合や、発進時や加速時においてエンジン12をアシスト駆動する場合には、スタータジェネレータ16は電動機として力行状態に制御される。 The starter generator 16 connected to the engine 12 is a so-called ISG (Integrated Starter Generator) that functions as a generator and an electric motor. The starter generator 16, which is a generator motor, not only functions as a generator driven by the crankshaft 14, but also functions as an electric motor that rotates the crankshaft 14. For example, when the engine 12 is restarted in the idling stop control, or when the engine 12 is assisted and driven at the time of starting or accelerating, the starter generator 16 is controlled to the power running state as an electric motor.

スタータジェネレータ16は、ステータコイルを備えたステータ21と、フィールドコイルを備えたロータ22と、を有している。また、スタータジェネレータ16には、ステータコイルやフィールドコイルの通電状態を制御するため、インバータ、レギュレータおよびマイコン等からなるISGコントローラ23が設けられている。ISGコントローラ23によってフィールドコイルやステータコイルの通電状態を制御することにより、スタータジェネレータ16の発電電圧、発電トルク、力行トルク等を制御することができる。 The starter generator 16 includes a stator 21 having a stator coil and a rotor 22 having a field coil. Further, the starter generator 16 is provided with an ISG controller 23 including an inverter, a regulator, a microcomputer, and the like in order to control the energized state of the stator coil and the field coil. By controlling the energized state of the field coil and the stator coil with the ISG controller 23, it is possible to control the power generation voltage, power generation torque, power running torque, etc. of the starter generator 16.

[電源回路]
車両用電源装置10が備える電源回路30について説明する。図2は電源回路30の一例を示す回路図である。図2に示すように、電源回路30は、スタータジェネレータ16に電気的に接続される鉛バッテリ(第1蓄電体)31と、これと並列にスタータジェネレータ16に電気的に接続されるリチウムイオンバッテリ(第2蓄電体)32と、を備えている。なお、リチウムイオンバッテリ32を積極的に放電させるため、リチウムイオンバッテリ32の端子電圧は、鉛バッテリ31の端子電圧よりも高く設計されている。また、リチウムイオンバッテリ32を積極的に充放電させるため、リチウムイオンバッテリ32の内部抵抗は、鉛バッテリ31の内部抵抗よりも小さく設計されている。
[Power supply circuit]
The power supply circuit 30 included in the vehicle power supply device 10 will be described. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the power supply circuit 30. As shown in FIG. 2, the power supply circuit 30 includes a lead battery (first storage body) 31 electrically connected to the starter generator 16 and a lithium ion battery electrically connected to the starter generator 16 in parallel with the lead battery (first storage body) 31. (Second power storage body) 32 and. In order to positively discharge the lithium ion battery 32, the terminal voltage of the lithium ion battery 32 is designed to be higher than the terminal voltage of the lead battery 31. Further, in order to positively charge and discharge the lithium ion battery 32, the internal resistance of the lithium ion battery 32 is designed to be smaller than the internal resistance of the lead battery 31.

鉛バッテリ31の正極端子31aには正極ライン33が接続され、リチウムイオンバッテリ32の正極端子32aには正極ライン34が接続され、スタータジェネレータ16の正極端子16aには正極ライン35が接続される。これらの正極ライン33〜35は、接続点36を介して互いに接続されている。また、鉛バッテリ31の負極端子31bには負極ライン37が接続され、リチウムイオンバッテリ32の負極端子32bには負極ライン38が接続され、スタータジェネレータ16の負極端子16bには負極ライン39が接続される。これらの負極ライン37〜39は、基準電位点40を介して互いに接続されている。 A positive electrode line 33 is connected to the positive electrode terminal 31a of the lead battery 31, a positive electrode line 34 is connected to the positive electrode terminal 32a of the lithium ion battery 32, and a positive electrode line 35 is connected to the positive electrode terminal 16a of the starter generator 16. These positive electrode lines 33 to 35 are connected to each other via a connection point 36. Further, a negative electrode line 37 is connected to the negative electrode terminal 31b of the lead battery 31, a negative electrode line 38 is connected to the negative electrode terminal 32b of the lithium ion battery 32, and a negative electrode line 39 is connected to the negative electrode terminal 16b of the starter generator 16. To. These negative electrode lines 37 to 39 are connected to each other via a reference potential point 40.

鉛バッテリ31の正極ライン33には、導通状態と遮断状態とに切り替えられる第1スイッチ(スイッチ)SW1が設けられている。スイッチSW1を導通状態に制御することにより、スタータジェネレータ16と鉛バッテリ31とは互いに接続される。一方、スイッチSW1を遮断状態に制御することにより、スタータジェネレータ16と鉛バッテリ31とは互いに切り離される。また、リチウムイオンバッテリ32の正極ライン34には、導通状態と遮断状態とに切り替えられる第2スイッチSW2が設けられている。スイッチSW2を導通状態に制御することにより、スタータジェネレータ16とリチウムイオンバッテリ32とは互いに接続される。一方、スイッチSW2を遮断状態に制御することにより、スタータジェネレータ16とリチウムイオンバッテリ32とは互いに切り離される。 The positive electrode line 33 of the lead battery 31 is provided with a first switch (switch) SW1 that can switch between a conductive state and a cutoff state. By controlling the switch SW1 to be in a conductive state, the starter generator 16 and the lead battery 31 are connected to each other. On the other hand, by controlling the switch SW1 to the cutoff state, the starter generator 16 and the lead battery 31 are separated from each other. Further, the positive electrode line 34 of the lithium ion battery 32 is provided with a second switch SW2 that can switch between a conductive state and a cutoff state. By controlling the switch SW2 to be in a conductive state, the starter generator 16 and the lithium ion battery 32 are connected to each other. On the other hand, by controlling the switch SW2 to the cutoff state, the starter generator 16 and the lithium ion battery 32 are separated from each other.

これらのスイッチSW1,SW2は、MOSFET等の半導体素子によって構成されるスイッチであっても良く、電磁力等を用いて接点を機械的に開閉させるスイッチであっても良い。なお、スイッチSW1,SW2は、リレーやコンタクタ等とも呼ばれている。 These switches SW1 and SW2 may be switches composed of semiconductor elements such as MOSFETs, or may be switches that mechanically open and close contacts by using electromagnetic force or the like. The switches SW1 and SW2 are also called relays, contactors, and the like.

図1に示すように、電源回路30には、バッテリモジュール41が設けられている。このバッテリモジュール41には、リチウムイオンバッテリ32が組み込まれるとともに、スイッチSW1,SW2が組み込まれている。また、バッテリモジュール41には、マイコン等からなるバッテリコントローラ42が設けられている。バッテリコントローラ42は、リチウムイオンバッテリ32の充電状態SOC、充放電電流、端子電圧、セル温度、内部抵抗等を監視する機能や、スイッチSW1,SW2を制御する機能を有している。なお、充電状態SOC(State Of Charge)とは、バッテリの設計容量に対する蓄電量の比率である。 As shown in FIG. 1, the power supply circuit 30 is provided with a battery module 41. A lithium ion battery 32 is incorporated in the battery module 41, and switches SW1 and SW2 are incorporated in the battery module 41. Further, the battery module 41 is provided with a battery controller 42 including a microcomputer or the like. The battery controller 42 has a function of monitoring the charge state SOC, charge / discharge current, terminal voltage, cell temperature, internal resistance, etc. of the lithium ion battery 32, and a function of controlling switches SW1 and SW2. The charge state SOC (State Of Charge) is the ratio of the amount of electricity stored to the design capacity of the battery.

鉛バッテリ31の正極ライン33には、複数の電気負荷からなる電気負荷群50が接続されている。電気負荷群50を構成する電気負荷として、車両の走行姿勢を安定させる横滑り防止装置51、運転手のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置52、車両前方に光を照射するヘッドライト53、乗員に各種情報を表示するインストルメントパネル54等が設けられている。例示した電気負荷のうち、横滑り防止装置51、電動パワーステアリング装置52およびヘッドライト53は、消費電力が所定の電力閾値を上回る高負荷デバイス55である。また、例示した電気負荷のうち、インストルメントパネル54は、消費電力が所定の電力閾値を下回る低負荷デバイス56である。このように、車両用電源装置10には、複数の電気負荷として、低負荷デバイス56とこれよりも消費電力の大きな高負荷デバイス55とが設けられている。なお、高負荷デバイス55や低負荷デバイス56は、前述した装置に限られることはない。例えば、高負荷デバイスとして、ヒータブロワ、PTCヒータ或いは電熱ヒータ等を採用しても良い。 An electric load group 50 composed of a plurality of electric loads is connected to the positive electrode line 33 of the lead battery 31. The electric loads that make up the electric load group 50 include a sideslip prevention device 51 that stabilizes the running posture of the vehicle, an electric power steering device 52 that assists the driver's steering operation, a headlight 53 that irradiates light in front of the vehicle, and an occupant. An instrument panel 54 or the like for displaying various information is provided. Among the illustrated electric loads, the sideslip prevention device 51, the electric power steering device 52, and the headlight 53 are high-load devices 55 whose power consumption exceeds a predetermined power threshold value. Further, among the illustrated electric loads, the instrument panel 54 is a low load device 56 whose power consumption is lower than a predetermined power threshold value. As described above, the vehicle power supply device 10 is provided with a low load device 56 and a high load device 55 having a larger power consumption as a plurality of electric loads. The high-load device 55 and the low-load device 56 are not limited to the above-mentioned devices. For example, a heater blower, a PTC heater, an electric heater, or the like may be adopted as the high load device.

また、鉛バッテリ31の負極ライン37には、バッテリセンサ(蓄電体センサ)57が設けられている。このバッテリセンサ57は、鉛バッテリ31の充電電流、放電電流、端子電圧、充電状態SOC等を検出する機能を有している。つまり、バッテリセンサ57を用いることにより、鉛バッテリ31の放電状況を検出することが可能である。また、鉛バッテリ31の正極ライン33には、電気負荷群50等を保護するヒューズ58が設けられている。なお、前述の説明では、鉛バッテリ31の負極端子31bにバッテリセンサ57を接続しているが、これに限られることはなく、鉛バッテリ31の正極端子31aに蓄電体センサを接続しても良い。 Further, a battery sensor (storage body sensor) 57 is provided on the negative electrode line 37 of the lead battery 31. The battery sensor 57 has a function of detecting the charge current, discharge current, terminal voltage, charge state SOC, and the like of the lead battery 31. That is, by using the battery sensor 57, it is possible to detect the discharge status of the lead battery 31. Further, a fuse 58 for protecting the electric load group 50 and the like is provided on the positive electrode line 33 of the lead battery 31. In the above description, the battery sensor 57 is connected to the negative electrode terminal 31b of the lead battery 31, but the present invention is not limited to this, and the battery sensor may be connected to the positive electrode terminal 31a of the lead battery 31. ..

[車両用電源装置の制御系]
図1に示すように、車両用電源装置10は、マイコン等からなるメインコントローラ(制御ユニット)60を有している。このメインコントローラ60には、スタータジェネレータ16を制御するISG制御部61、スイッチSW1,SW2を制御するスイッチ制御部62、バッテリセンサ57が正常であるか否かを判定するセンサ判定部63、鉛バッテリ31の放電電流や端子電圧を判定する放電判定部64、メインコントローラ60の電源電圧を検出する電圧検出部65等の各機能部が設けられている。メインコントローラ60や前述した各コントローラ23,42は、CANやLIN等の車載ネットワーク66を介して互いに通信自在に接続されている。
[Vehicle power supply control system]
As shown in FIG. 1, the vehicle power supply device 10 has a main controller (control unit) 60 including a microcomputer or the like. The main controller 60 includes an ISG control unit 61 that controls the starter generator 16, a switch control unit 62 that controls switches SW1 and SW2, a sensor determination unit 63 that determines whether the battery sensor 57 is normal, and a lead battery. Each functional unit such as a discharge determination unit 64 for determining the discharge current and terminal voltage of 31 and a voltage detection unit 65 for detecting the power supply voltage of the main controller 60 is provided. The main controller 60 and the above-mentioned controllers 23 and 42 are freely communicatively connected to each other via an in-vehicle network 66 such as CAN or LIN.

後述するように、メインコントローラ60の各機能部は、各種コントローラやセンサからの情報に基づき、スタータジェネレータ16やスイッチSW1,SW2等を制御する。なお、メインコントローラ60のISG制御部61は、ISGコントローラ23に制御信号を出力することにより、スタータジェネレータ16の発電電圧等を制御する。また、メインコントローラ60のスイッチ制御部62は、バッテリコントローラ42に制御信号を出力することにより、スイッチSW1,SW2を導通状態や遮断状態に制御する。 As will be described later, each functional unit of the main controller 60 controls the starter generator 16, switches SW1, SW2, and the like based on information from various controllers and sensors. The ISG control unit 61 of the main controller 60 controls the generated voltage of the starter generator 16 and the like by outputting a control signal to the ISG controller 23. Further, the switch control unit 62 of the main controller 60 controls the switches SW1 and SW2 to a conductive state or a cutoff state by outputting a control signal to the battery controller 42.

また、メインコントローラ60は、電源ライン67を介して鉛バッテリ31の正極ライン33に接続されている。つまり、メインコントローラ60の電圧検出部65は、メインコントローラ60の電源電圧として、基準電位に対する正極ライン33の電位差、つまり鉛バッテリ31の端子電圧を検出することが可能である。なお、図示していないが、鉛バッテリ31の正極ライン33には、ISGコントローラ23やバッテリコントローラ42等のコントローラも電気負荷として接続される。 Further, the main controller 60 is connected to the positive electrode line 33 of the lead battery 31 via the power supply line 67. That is, the voltage detection unit 65 of the main controller 60 can detect the potential difference of the positive electrode line 33 with respect to the reference potential, that is, the terminal voltage of the lead battery 31 as the power supply voltage of the main controller 60. Although not shown, a controller such as an ISG controller 23 or a battery controller 42 is also connected to the positive electrode line 33 of the lead battery 31 as an electric load.

[電力供給状況]
スタータジェネレータ16の発電制御や力行制御に伴う電力供給状況について説明する。図3はスタータジェネレータ16を燃焼発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。図4はスタータジェネレータ16を発電休止状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。図5はスタータジェネレータ16を回生発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。
[Power supply status]
The power supply status associated with the power generation control and power running control of the starter generator 16 will be described. FIG. 3 is a diagram showing an example of a power supply state when the starter generator 16 is controlled to a combustion power generation state. FIG. 4 is a diagram showing an example of the power supply status when the starter generator 16 is controlled to the power generation hibernation state. FIG. 5 is a diagram showing an example of the power supply status when the starter generator 16 is controlled to the regenerative power generation state.

図3に示すように、リチウムイオンバッテリ32の蓄電量が低下している場合には、スタータジェネレータ16が燃焼発電状態に制御される。つまり、リチウムイオンバッテリ32の充電状態SOCが所定の下限値を下回る場合には、リチウムイオンバッテリ32を充電して充電状態SOCを高めるため、スタータジェネレータ16が燃焼発電状態に制御される。スタータジェネレータ16を燃焼発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ16の発電電圧がリチウムイオンバッテリ32の端子電圧よりも引き上げられる。これにより、図3に黒塗りの矢印で示すように、スタータジェネレータ16から、リチウムイオンバッテリ32、電気負荷群50および鉛バッテリ31等に対して発電電力が供給される。なお、スタータジェネレータ16の燃焼発電状態とは、エンジン12によってスタータジェネレータ16が発電駆動される状態である。 As shown in FIG. 3, when the amount of electricity stored in the lithium ion battery 32 is low, the starter generator 16 is controlled to the combustion power generation state. That is, when the charged state SOC of the lithium ion battery 32 is lower than the predetermined lower limit value, the starter generator 16 is controlled to the combustion power generation state in order to charge the lithium ion battery 32 and increase the charged state SOC. When controlling the starter generator 16 to a combustion power generation state, the generated voltage of the starter generator 16 is raised above the terminal voltage of the lithium ion battery 32. As a result, as shown by the black arrows in FIG. 3, the generated power is supplied from the starter generator 16 to the lithium ion battery 32, the electric load group 50, the lead battery 31, and the like. The combustion power generation state of the starter generator 16 is a state in which the starter generator 16 is driven to generate electricity by the engine 12.

図4に示すように、リチウムイオンバッテリ32の蓄電量が十分に確保されている場合には、スタータジェネレータ16が発電休止状態に制御される。つまり、リチウムイオンバッテリ32の充電状態SOCが所定の上限値を上回る場合には、リチウムイオンバッテリ32から電気負荷群50に対する電力供給が可能であるため、スタータジェネレータ16は発電休止状態に制御される。スタータジェネレータ16を発電休止状態に制御する際には、スタータジェネレータ16の発電電圧がリチウムイオンバッテリ32の端子電圧よりも引き下げられる。これにより、図4に黒塗りの矢印で示すように、リチウムイオンバッテリ32から電気負荷群50等に電力が供給されるため、スタータジェネレータ16の発電を抑制または停止させることができ、エンジン負荷を低減することができる。 As shown in FIG. 4, when the storage amount of the lithium ion battery 32 is sufficiently secured, the starter generator 16 is controlled to the power generation hibernation state. That is, when the charged state SOC of the lithium ion battery 32 exceeds a predetermined upper limit value, power can be supplied from the lithium ion battery 32 to the electric load group 50, so that the starter generator 16 is controlled to the power generation hibernation state. .. When controlling the starter generator 16 to the power generation hibernation state, the generated voltage of the starter generator 16 is lowered from the terminal voltage of the lithium ion battery 32. As a result, as shown by the black arrows in FIG. 4, power is supplied from the lithium ion battery 32 to the electric load group 50 and the like, so that the power generation of the starter generator 16 can be suppressed or stopped, and the engine load can be reduced. Can be reduced.

前述したように、メインコントローラ60は、充電状態SOCに基づきスタータジェネレータ16を燃焼発電状態や発電休止状態に制御するが、減速走行時には多くの運動エネルギーを回収して燃費性能を高めることが必要である。そこで、減速走行時には、スタータジェネレータ16が回生発電状態に制御され、スタータジェネレータ16の発電電圧がバッテリ31,32や電気負荷群50等の耐電圧を超えない範囲で引き上げられる。これにより、図5に黒塗りの矢印で示すように、スタータジェネレータ16から、リチウムイオンバッテリ32や鉛バッテリ31に大きな電流を供給することができる。つまり、スタータジェネレータ16の発電電力を増やすことができるため、運動エネルギーを積極的に電気エネルギーに変換して回収することができ、車両11のエネルギー効率を高めて燃費性能を向上させることができる。なお、リチウムイオンバッテリ32の内部抵抗は、鉛バッテリ31の内部抵抗よりも小さいことから、発電電流の多くはリチウムイオンバッテリ32に供給される。 As described above, the main controller 60 controls the starter generator 16 to the combustion power generation state or the power generation suspension state based on the charge state SOC, but it is necessary to recover a large amount of kinetic energy to improve the fuel efficiency performance during deceleration running. is there. Therefore, during deceleration, the starter generator 16 is controlled to the regenerative power generation state, and the generated voltage of the starter generator 16 is raised within a range that does not exceed the withstand voltage of the batteries 31, 32, the electric load group 50, and the like. As a result, as shown by the black arrows in FIG. 5, a large current can be supplied from the starter generator 16 to the lithium ion battery 32 and the lead battery 31. That is, since the generated power of the starter generator 16 can be increased, the kinetic energy can be positively converted into electric energy and recovered, and the energy efficiency of the vehicle 11 can be improved to improve the fuel efficiency. Since the internal resistance of the lithium ion battery 32 is smaller than the internal resistance of the lead battery 31, most of the generated current is supplied to the lithium ion battery 32.

図3〜図5に示すように、スタータジェネレータ16を燃焼発電状態、回生発電状態および発電休止状態に制御する際に、スイッチSW1,SW2は導通状態に保持される。つまり、車両用電源装置10においては、スイッチSW1,SW2の切替制御を行うことなく、スタータジェネレータ16の発電電圧を制御するだけで、リチウムイオンバッテリ32の充放電を制御することが可能である。これにより、簡単にリチウムイオンバッテリ32の充放電を制御することができ、スイッチSW1,SW2の耐久性を向上させることができる。 As shown in FIGS. 3 to 5, when the starter generator 16 is controlled to the combustion power generation state, the regenerative power generation state, and the power generation suspension state, the switches SW1 and SW2 are held in the conductive state. That is, in the vehicle power supply device 10, it is possible to control the charging / discharging of the lithium ion battery 32 simply by controlling the generated voltage of the starter generator 16 without performing the switching control of the switches SW1 and SW2. As a result, the charging / discharging of the lithium ion battery 32 can be easily controlled, and the durability of the switches SW1 and SW2 can be improved.

[スイッチ開閉制御]
続いて、メインコントローラ60によって所定周期毎に実行されるスイッチSW1,SW2の開閉制御について説明する。図6および図7はスイッチ開閉制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。図6および図7のフローチャートにおいては符号Aの箇所で互いに接続されている。また、図8〜図10はスイッチ開閉制御の各過程における電力供給状況を示す図である。なお、図6および図7には、スイッチSW1,SW2の導通状態がONとして記載され、スイッチSW1,SW2の遮断状態がOFFとして記載され、スタータジェネレータ16がISGとして記載される。
[Switch open / close control]
Subsequently, the opening / closing control of the switches SW1 and SW2 executed by the main controller 60 at predetermined intervals will be described. 6 and 7 are flowcharts showing an example of the execution procedure of the switch open / close control. In the flowcharts of FIGS. 6 and 7, they are connected to each other at the location of reference numeral A. 8 to 10 are diagrams showing the power supply status in each process of switch open / close control. In FIGS. 6 and 7, the conduction state of the switches SW1 and SW2 is described as ON, the cutoff state of the switches SW1 and SW2 is described as OFF, and the starter generator 16 is described as ISG.

図6に示すように、ステップS10では、スタータジェネレータ16が力行状態に制御される状況であるか否かが判定される。スタータジェネレータ16が力行状態に制御される状況とは、例えば、エンジン再始動時にスタータジェネレータ16によってエンジン12を始動回転させる状況や、車両発進時や車両加速時にスタータジェネレータ16によってエンジン12をアシスト駆動する状況である。ステップS10において、スタータジェネレータ16を力行させる状況であると判定された場合には、ステップS11に進み、スイッチSW1が遮断状態に制御され、スイッチSW2が導通状態に制御される。続くステップS12では、スタータジェネレータ16が力行状態に制御される。 As shown in FIG. 6, in step S10, it is determined whether or not the starter generator 16 is controlled to the power running state. The situation in which the starter generator 16 is controlled to the power running state is, for example, a situation in which the engine 12 is started and rotated by the starter generator 16 when the engine is restarted, or an assist drive of the engine 12 by the starter generator 16 when the vehicle starts or accelerates. The situation. If it is determined in step S10 that the starter generator 16 is to be powered, the process proceeds to step S11, the switch SW1 is controlled to the cutoff state, and the switch SW2 is controlled to the conduction state. In the following step S12, the starter generator 16 is controlled to the power running state.

このように、スタータジェネレータ16を力行状態に制御する際には、スイッチSW1が導通状態から遮断状態に制御される。図8に示すように、スイッチSW1を遮断状態に切り替えることにより、鉛バッテリ31および電気負荷群50からなる電源回路70と、リチウムイオンバッテリ32およびスタータジェネレータ16からなる電源回路71と、が互いに切り離される。これにより、図8に黒塗りの矢印で示すように、スタータジェネレータ16の消費電流が増加する場合であっても、鉛バッテリ31から電気負荷群50に電力を供給することができるため、電気負荷群50に対する瞬間的な電圧低下つまり瞬低を防止することができ、電気負荷群50を適切に機能させることができる。 In this way, when the starter generator 16 is controlled to the power running state, the switch SW1 is controlled from the conductive state to the cutoff state. As shown in FIG. 8, by switching the switch SW1 to the cutoff state, the power supply circuit 70 including the lead battery 31 and the electric load group 50 and the power supply circuit 71 including the lithium ion battery 32 and the starter generator 16 are separated from each other. Is done. As a result, as shown by the black arrow in FIG. 8, even when the current consumption of the starter generator 16 increases, power can be supplied from the lead battery 31 to the electric load group 50, so that the electric load can be supplied. It is possible to prevent a momentary voltage drop, that is, a momentary decrease with respect to the group 50, and the electric load group 50 can function appropriately.

図6および図7に示すように、ステップS12において、スタータジェネレータ16が力行状態に制御されると、続いてステップS13に進み、バッテリセンサ57に異常が発生しているか否かが判定される。例えば、メインコントローラ60がバッテリセンサ57から信号を受信できない場合や、メインコントローラ60内にバッテリセンサ57の故障情報が記録されている場合には、メインコントローラ60のセンサ判定部63によってバッテリセンサ57が異常であると判定される。ステップS13において、バッテリセンサ57が正常であると判定された場合には、ステップS14に進み、鉛バッテリ31の端子電圧(電圧)v_Pbが所定の電圧閾値v1(例えば12.0V)を下回るか否かが判定される。 As shown in FIGS. 6 and 7, when the starter generator 16 is controlled to the power running state in step S12, the process proceeds to step S13, and it is determined whether or not an abnormality has occurred in the battery sensor 57. For example, when the main controller 60 cannot receive a signal from the battery sensor 57, or when the failure information of the battery sensor 57 is recorded in the main controller 60, the sensor determination unit 63 of the main controller 60 causes the battery sensor 57 to move. It is determined to be abnormal. If it is determined in step S13 that the battery sensor 57 is normal, the process proceeds to step S14, and whether or not the terminal voltage (voltage) v_Pb of the lead battery 31 falls below a predetermined voltage threshold value v1 (for example, 12.0 V). Is determined.

ステップS14において、鉛バッテリ31の端子電圧v_Pbが電圧閾値v1を下回る状況とは、図9(a)に示すように、鉛バッテリ31から電気負荷群50に供給される電力が増加する状況であり、鉛バッテリ31が所定の閾値を上回って放電する状況である。このため、ステップS14において、鉛バッテリ31の端子電圧v_Pbが電圧閾値v1を下回ると判定された場合には、ステップS15に進み、スイッチSW1、SW2の双方が導通状態に制御される。つまり、図9(a)に示すように、メインコントローラ60の放電判定部64が、バッテリセンサ57からの端子電圧v_Pbに基づき鉛バッテリ31の過度な放電を検出すると、メインコントローラ60のスイッチ制御部62からスイッチSW1に向けてON信号が出力される。そして、図9(b)に示すように、スイッチSW1は導通状態に切り替えられ、電気負荷群50にリチウムイオンバッテリ32が接続される。これにより、図9(b)に黒塗りの矢印で示すように、リチウムイオンバッテリ32から電気負荷群50に電力が供給されるため、鉛バッテリ31の過度な放電を抑制することができるとともに、電気負荷群50を正常に機能させることができる。 In step S14, the situation where the terminal voltage v_Pb of the lead battery 31 is lower than the voltage threshold v1 is a situation where the power supplied from the lead battery 31 to the electric load group 50 increases, as shown in FIG. 9A. , The lead battery 31 is discharged beyond a predetermined threshold. Therefore, if it is determined in step S14 that the terminal voltage v_Pb of the lead battery 31 is lower than the voltage threshold value v1, the process proceeds to step S15, and both the switches SW1 and SW2 are controlled to be in a conductive state. That is, as shown in FIG. 9A, when the discharge determination unit 64 of the main controller 60 detects an excessive discharge of the lead battery 31 based on the terminal voltage v_Pb from the battery sensor 57, the switch control unit of the main controller 60 An ON signal is output from 62 toward the switch SW1. Then, as shown in FIG. 9B, the switch SW1 is switched to the conductive state, and the lithium ion battery 32 is connected to the electric load group 50. As a result, as shown by the black arrows in FIG. 9B, power is supplied from the lithium ion battery 32 to the electric load group 50, so that excessive discharge of the lead battery 31 can be suppressed and the lead battery 31 can be suppressed excessively discharged. The electric load group 50 can function normally.

ステップS14において、鉛バッテリ31の端子電圧v_Pbが電圧閾値v1以上であると判定された場合には、ステップS16に進み、鉛バッテリ31の放電電流i_Pbが、所定の電流閾値i1(例えば100A)を上回るか否かが判定される。ステップS16において、鉛バッテリ31の放電電流i_Pbが電流閾値i1を上回る状況とは、図9(a)に示すように、鉛バッテリ31から電気負荷群50に供給される電力が増加する状況であり、鉛バッテリ31が所定の閾値を上回って放電する状況である。このため、ステップS14において、鉛バッテリ31の放電電流i_Pbが電流閾値i1を上回ると判定された場合には、ステップS15に進み、スイッチSW1、SW2の双方が導通状態に制御される。つまり、図9(a)に示すように、メインコントローラ60の放電判定部64が、バッテリセンサ57からの放電電流i_Pbに基づき鉛バッテリ31の過度な放電を検出すると、メインコントローラ60のスイッチ制御部62からスイッチSW1に向けてON信号が出力される。そして、図9(b)に示すように、スイッチSW1は導通状態に切り替えられ、電気負荷群50にリチウムイオンバッテリ32が接続される。これにより、図9(b)に黒塗りの矢印で示すように、リチウムイオンバッテリ32から電気負荷群50に電力が供給されるため、鉛バッテリ31の過度な放電を抑制することができるとともに、電気負荷群50を正常に機能させることができる。 If it is determined in step S14 that the terminal voltage v_Pb of the lead battery 31 is equal to or higher than the voltage threshold v1, the process proceeds to step S16, and the discharge current i_Pb of the lead battery 31 sets the predetermined current threshold i1 (for example, 100A). Whether or not it exceeds is determined. In step S16, the situation in which the discharge current i_Pb of the lead battery 31 exceeds the current threshold i1 is a situation in which the power supplied from the lead battery 31 to the electric load group 50 increases, as shown in FIG. 9A. , The lead battery 31 is discharged beyond a predetermined threshold. Therefore, if it is determined in step S14 that the discharge current i_Pb of the lead battery 31 exceeds the current threshold value i1, the process proceeds to step S15, and both the switches SW1 and SW2 are controlled to be in a conductive state. That is, as shown in FIG. 9A, when the discharge determination unit 64 of the main controller 60 detects an excessive discharge of the lead battery 31 based on the discharge current i_Pb from the battery sensor 57, the switch control unit of the main controller 60 An ON signal is output from 62 toward the switch SW1. Then, as shown in FIG. 9B, the switch SW1 is switched to the conductive state, and the lithium ion battery 32 is connected to the electric load group 50. As a result, as shown by the black arrows in FIG. 9B, power is supplied from the lithium ion battery 32 to the electric load group 50, so that excessive discharge of the lead battery 31 can be suppressed and the lead battery 31 can be suppressed excessively discharged. The electric load group 50 can function normally.

ステップS16において、鉛バッテリ31の放電電流i_Pbが電流閾値i1以下であると判定された場合には、ステップS17に進み、消費電力の大きな高負荷デバイス55が作動しているか否かが判定される。ステップS17において、電気負荷群50を構成する電気負荷のうち、横滑り防止装置51、電動パワーステアリング装置52およびヘッドライト53の少なくとも何れか1つが作動すると判定された場合には、ステップS15に進み、スイッチSW1が遮断状態から導通状態に切り替えられる。ここで、横滑り防止装置51等の高負荷デバイスが作動する状況とは、電気負荷群50による消費電力の増加が予測される状況であり、鉛バッテリ31が所定の閾値を上回って放電することが予測される状況である。このため、スイッチSW1が遮断状態から導通状態に切り替えられ、電気負荷群50にリチウムイオンバッテリ32が接続される。これにより、リチウムイオンバッテリ32から電気負荷群50に電力が供給されるため、鉛バッテリ31の過度な放電を抑制することができるとともに、電気負荷群50を正常に機能させることができる。 If it is determined in step S16 that the discharge current i_Pb of the lead battery 31 is equal to or less than the current threshold value i1, the process proceeds to step S17, and it is determined whether or not the high-load device 55 having a large power consumption is operating. .. If it is determined in step S17 that at least one of the sideslip prevention device 51, the electric power steering device 52, and the headlight 53 is activated among the electric loads constituting the electric load group 50, the process proceeds to step S15. The switch SW1 is switched from the cutoff state to the conductive state. Here, the situation in which a high-load device such as the electronic stability control 51 operates is a situation in which an increase in power consumption is predicted by the electric load group 50, and the lead battery 31 may be discharged beyond a predetermined threshold value. This is the expected situation. Therefore, the switch SW1 is switched from the cutoff state to the conductive state, and the lithium ion battery 32 is connected to the electric load group 50. As a result, electric power is supplied from the lithium ion battery 32 to the electric load group 50, so that excessive discharge of the lead battery 31 can be suppressed and the electric load group 50 can function normally.

なお、ステップS17において、全ての高負荷デバイス55が停止していると判定された場合には、スイッチSW1を導通状態に制御することなくルーチンを抜ける。つまり、ステップS14において端子電圧v_Pbが電圧閾値v1以上であると判定され、ステップS16において放電電流i_Pbが電流閾値i1以下であると判定され、かつステップS17において全ての高負荷デバイス55が停止すると判定された場合には、鉛バッテリ31が過度に放電する状況ではないことから、スイッチSW1は遮断状態に保持される。 If it is determined in step S17 that all the high-load devices 55 are stopped, the routine is exited without controlling the switch SW1 to be in a conductive state. That is, in step S14, it is determined that the terminal voltage v_Pb is equal to or higher than the voltage threshold v1, the discharge current i_Pb is determined to be equal to or lower than the current threshold i1 in step S16, and it is determined that all the high-load devices 55 stop in step S17. If this is the case, the switch SW1 is held in the cutoff state because the lead battery 31 is not in a state of being excessively discharged.

一方、ステップS13において、バッテリセンサ57が異常であると判定された場合には、ステップS18に進み、メインコントローラ60の電源電圧v_ECUが所定の電圧閾値v2(例えば12.5V)を下回るか否かが判定される。例えば、メインコントローラ60がバッテリセンサ57から信号を受信した場合や、メインコントローラ60内にバッテリセンサ57の故障情報が記録されていない場合には、メインコントローラ60のセンサ判定部63によってバッテリセンサ57が正常であると判定される。この場合には、ステップS18に進み、メインコントローラ60の電源電圧v_ECUが電圧閾値v2を下回るか否かが判定される。 On the other hand, if it is determined in step S13 that the battery sensor 57 is abnormal, the process proceeds to step S18, and whether or not the power supply voltage v_ECU of the main controller 60 falls below a predetermined voltage threshold value v2 (for example, 12.5 V). Is determined. For example, when the main controller 60 receives a signal from the battery sensor 57, or when the failure information of the battery sensor 57 is not recorded in the main controller 60, the sensor determination unit 63 of the main controller 60 causes the battery sensor 57 to move. It is judged to be normal. In this case, the process proceeds to step S18, and it is determined whether or not the power supply voltage v_ECU of the main controller 60 is below the voltage threshold value v2.

ステップS18において、メインコントローラ60の電源電圧v_ECUが電圧閾値v2を下回る状況とは、図10(a)に示すように、鉛バッテリ31から電気負荷群50に供給される電力が増加する状況であり、鉛バッテリ31が所定の閾値を上回って放電する状況である。このため、ステップS18において、メインコントローラ60の電源電圧v_ECUが電圧閾値v2を下回ると判定された場合には、ステップS15に進み、スイッチSW1、SW2の双方が導通状態に制御される。つまり、図10(a)に示すように、メインコントローラ60の電圧検出部65が電源電圧v_ECUの低下を検出すると、メインコントローラ60のスイッチ制御部62からスイッチSW1に向けてON信号が出力される。そして、図10(b)に示すように、スイッチSW1は導通状態に切り替えられ、電気負荷群50にリチウムイオンバッテリ32が接続される。これにより、図10(b)に黒塗りの矢印で示すように、リチウムイオンバッテリ32から電気負荷群50に電力が供給されるため、鉛バッテリ31の過度な放電を抑制することができるとともに、電気負荷群50を正常に機能させることができる。 In step S18, the situation where the power supply voltage v_ECU of the main controller 60 falls below the voltage threshold v2 is a situation where the power supplied from the lead battery 31 to the electric load group 50 increases, as shown in FIG. 10A. , The lead battery 31 is discharged above a predetermined threshold value. Therefore, if it is determined in step S18 that the power supply voltage v_ECU of the main controller 60 is lower than the voltage threshold value v2, the process proceeds to step S15, and both the switches SW1 and SW2 are controlled to be in a conductive state. That is, as shown in FIG. 10A, when the voltage detection unit 65 of the main controller 60 detects a decrease in the power supply voltage v_ECU, an ON signal is output from the switch control unit 62 of the main controller 60 toward the switch SW1. .. Then, as shown in FIG. 10B, the switch SW1 is switched to the conductive state, and the lithium ion battery 32 is connected to the electric load group 50. As a result, as shown by the black arrows in FIG. 10B, electric power is supplied from the lithium ion battery 32 to the electric load group 50, so that excessive discharge of the lead battery 31 can be suppressed and the lead battery 31 can be suppressed excessively discharged. The electric load group 50 can function normally.

これまで説明したように、バッテリセンサ57が正常であると判定された場合には、バッテリセンサ57からの端子電圧v_Pbや放電電流i_Pbに基づき、スイッチSW1の遮断中に鉛バッテリ31が過度に放電するか否かを検出している。そして、スイッチSW1の遮断中に鉛バッテリ31が過度に放電した場合には、スイッチSW1を遮断状態から導通状態に切り替え、電気負荷群50にリチウムイオンバッテリ32を接続している。すなわち、スタータジェネレータ16の力行に伴ってスイッチSW1を遮断した状態のもとで、バッテリセンサ57が正常であると判定され、かつ鉛バッテリ31が閾値を上回って放電する場合に、スイッチSW1を遮断状態から導通状態に制御している。これにより、リチウムイオンバッテリ32から電気負荷群50に電力を供給することができるため、鉛バッテリ31の過度な放電を抑制することができるとともに、電気負荷群50を正常に機能させることができる。 As described above, when it is determined that the battery sensor 57 is normal, the lead battery 31 is excessively discharged while the switch SW1 is shut off based on the terminal voltage v_Pb and the discharge current i_Pb from the battery sensor 57. It is detecting whether or not to do. When the lead battery 31 is excessively discharged while the switch SW1 is shut off, the switch SW1 is switched from the shutoff state to the conductive state, and the lithium ion battery 32 is connected to the electric load group 50. That is, when the battery sensor 57 is determined to be normal and the lead battery 31 discharges above the threshold value under the state where the switch SW1 is shut off due to the power running of the starter generator 16, the switch SW1 is shut off. It is controlled from the state to the conductive state. As a result, electric power can be supplied from the lithium ion battery 32 to the electric load group 50, so that excessive discharge of the lead battery 31 can be suppressed and the electric load group 50 can function normally.

一方、バッテリセンサ57が異常であると判定された場合には、メインコントローラ60に入力される電源電圧v_ECUに基づき、スイッチSW1の遮断中に鉛バッテリ31が過度に放電するか否かを検出している。そして、スイッチSW1の遮断中に鉛バッテリ31が過度に放電した場合には、スイッチSW1を遮断状態から導通状態に切り替え、電気負荷群50にリチウムイオンバッテリ32を接続している。すなわち、スタータジェネレータ16の力行に伴ってスイッチSW1を遮断した状態のもとで、バッテリセンサ57が異常であると判定され、かつメインコントローラ60の電源電圧v_ECUが閾値を下回る場合に、スイッチSW1を遮断状態から導通状態に制御している。これにより、リチウムイオンバッテリ32から電気負荷群50に電力を供給することができるため、鉛バッテリ31の過度な放電を抑制することができるとともに、電気負荷群50を正常に機能させることができる。 On the other hand, when it is determined that the battery sensor 57 is abnormal, it is detected whether or not the lead battery 31 is excessively discharged while the switch SW1 is shut off, based on the power supply voltage v_ECU input to the main controller 60. ing. When the lead battery 31 is excessively discharged while the switch SW1 is shut off, the switch SW1 is switched from the shutoff state to the conductive state, and the lithium ion battery 32 is connected to the electric load group 50. That is, when the battery sensor 57 is determined to be abnormal and the power supply voltage v_ECU of the main controller 60 falls below the threshold value under the state where the switch SW1 is shut off due to the power running of the starter generator 16, the switch SW1 is turned on. It is controlled from the cutoff state to the conduction state. As a result, electric power can be supplied from the lithium ion battery 32 to the electric load group 50, so that excessive discharge of the lead battery 31 can be suppressed and the electric load group 50 can function normally.

このように、バッテリセンサ57に異常が発生した場合であっても、メインコントローラ60の電源電圧v_ECUを用いて、スイッチSW1を適切に制御することができるため、車両用電源装置10を適切に制御することができる。しかも、バッテリセンサ57が正常である場合には、鉛バッテリ31の端子電圧v_Pbが電圧閾値v1(例えば12.0V)を下回る場合に、スイッチSW1を導通状態に制御する一方、バッテリセンサ57が異常である場合には、メインコントローラ60の電源電圧v_ECUが電圧閾値v2(例えば12.5V)を下回る場合に、スイッチSW1を導通状態に制御する。このように、バッテリセンサ57が正常である場合に用いられる電圧閾値v1よりも、バッテリセンサ57が異常である場合に用いられる電圧閾値v2を高く設定することにより、バッテリセンサ57の異常時には鉛バッテリ31の過度な放電を早期に検出するようにしている。これにより、バッテリセンサ57の異常時には早いタイミングでスイッチSW1を導通状態に制御することができ、車両用電源装置10の信頼性を向上させることができる。 In this way, even when an abnormality occurs in the battery sensor 57, the switch SW1 can be appropriately controlled by using the power supply voltage v_ECU of the main controller 60, so that the vehicle power supply device 10 can be appropriately controlled. can do. Moreover, when the battery sensor 57 is normal, when the terminal voltage v_Pb of the lead battery 31 falls below the voltage threshold v1 (for example, 12.0 V), the switch SW1 is controlled to be in a conductive state, while the battery sensor 57 is abnormal. In this case, when the power supply voltage v_ECU of the main controller 60 falls below the voltage threshold v2 (for example, 12.5 V), the switch SW1 is controlled to be in a conductive state. In this way, by setting the voltage threshold v2 used when the battery sensor 57 is abnormal to be higher than the voltage threshold v1 used when the battery sensor 57 is normal, the lead battery is used when the battery sensor 57 is abnormal. The excessive discharge of 31 is detected at an early stage. As a result, when the battery sensor 57 is abnormal, the switch SW1 can be controlled to be in a conductive state at an early timing, and the reliability of the vehicle power supply device 10 can be improved.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、車両用電源装置10にスイッチSW2を設けているが、これに限られることはなく、車両用電源装置10からスイッチSW2を削減しても良い。すなわち、鉛バッテリ31および電気負荷群50からなる電源回路70と、リチウムイオンバッテリ32およびスタータジェネレータ16からなる電源回路71と、を互いに切り離す観点からは、車両用電源装置10にスイッチSW1が設けられていれば良く、車両用電源装置10からスイッチSW2を削減しても良い。また、図示する例では、バッテリモジュール41にスイッチSW1,SW2を組み込んでいるが、これに限られることはなく、バッテリモジュール41の外にスイッチSW1,SW2を設けても良い。さらに、前述の説明では、リチウムイオンバッテリ32の正極ライン34にスイッチSW2を設けているが、これに限られることはない。例えば、図2に一点鎖線で示すように、リチウムイオンバッテリ32の負極ライン38にスイッチSW2を設けても良い。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be variously modified without departing from the gist thereof. In the above description, the switch SW2 is provided in the vehicle power supply device 10, but the present invention is not limited to this, and the switch SW2 may be reduced from the vehicle power supply device 10. That is, from the viewpoint of separating the power supply circuit 70 including the lead battery 31 and the electric load group 50 and the power supply circuit 71 including the lithium ion battery 32 and the starter generator 16 from each other, the switch SW1 is provided in the vehicle power supply device 10. The switch SW2 may be reduced from the vehicle power supply device 10. Further, in the illustrated example, the switches SW1 and SW2 are incorporated in the battery module 41, but the present invention is not limited to this, and the switches SW1 and SW2 may be provided outside the battery module 41. Further, in the above description, the switch SW2 is provided on the positive electrode line 34 of the lithium ion battery 32, but the present invention is not limited to this. For example, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 2, the switch SW2 may be provided on the negative electrode line 38 of the lithium ion battery 32.

前述の説明では、バッテリセンサ57を用いて端子電圧v_Pbと放電電流i_Pbとの双方を検出しているが、これに限られることはない。例えば、バッテリセンサ57を用いて端子電圧v_Pbだけを検出しても良く、バッテリセンサ57を用いて放電電流i_Pbだけを検出しても良い。また、前述の説明では、第1蓄電体として鉛バッテリ31を採用し、第2蓄電体としてリチウムイオンバッテリ32を採用しているが、これに限られることはなく、他の種類のバッテリやキャパシタを採用しても良い。また、第1蓄電体と第2蓄電体とは、異なる種類の蓄電体に限られることはなく、同じ種類の蓄電体であっても良いことはいうまでもない。また、前述の説明では、第2蓄電体の内部抵抗を、第1蓄電体の内部抵抗よりも小さくしているが、これに限られることはなく、第2蓄電体の内部抵抗を第1蓄電体の内部抵抗よりも大きくしても良く、第2蓄電体の内部抵抗と第1蓄電体の内部抵抗とを同じにしても良い。 In the above description, both the terminal voltage v_Pb and the discharge current i_Pb are detected by using the battery sensor 57, but the present invention is not limited to this. For example, the battery sensor 57 may be used to detect only the terminal voltage v_Pb, or the battery sensor 57 may be used to detect only the discharge current i_Pb. Further, in the above description, the lead battery 31 is adopted as the first storage body and the lithium ion battery 32 is adopted as the second storage body, but the present invention is not limited to this, and other types of batteries and capacitors are used. May be adopted. Further, the first storage body and the second storage body are not limited to different types of storage bodies, and it goes without saying that they may be the same type of storage bodies. Further, in the above description, the internal resistance of the second storage body is made smaller than the internal resistance of the first storage body, but the present invention is not limited to this, and the internal resistance of the second storage body is set to the first storage body. It may be larger than the internal resistance of the body, and the internal resistance of the second storage body and the internal resistance of the first storage body may be the same.

前述の説明では、電動機としてスタータジェネレータ16を採用しているが、これに限られることはない。例えば、電動機としてスタータモータを採用しても良く、電動機としてモータジェネレータを採用しても良い。また、前述の説明では、メインコントローラ60を、スイッチ制御部62やセンサ判定部63として機能させているが、これに限られることはない。例えば、他のコントローラを、スイッチ制御部62やセンサ判定部63として機能させても良く、複数のコントローラによって、スイッチ制御部62やセンサ判定部63を構成しても良い。また、バッテリセンサ57の異常時にはメインコントローラ60の電源電圧v_ECUを用いてスイッチSW1,SW2を制御しているが、これに限られることはなく、他のコントローラ(制御ユニット)の電源電圧を用いてスイッチSW1,SW2を制御しても良い。 In the above description, the starter generator 16 is used as the electric motor, but the present invention is not limited to this. For example, a starter motor may be adopted as the electric motor, or a motor generator may be adopted as the electric motor. Further, in the above description, the main controller 60 functions as the switch control unit 62 and the sensor determination unit 63, but the present invention is not limited to this. For example, another controller may function as the switch control unit 62 or the sensor determination unit 63, or the switch control unit 62 or the sensor determination unit 63 may be configured by a plurality of controllers. Further, when the battery sensor 57 is abnormal, the power supply voltage v_ECU of the main controller 60 is used to control the switches SW1 and SW2, but the present invention is not limited to this, and the power supply voltage of another controller (control unit) is used. The switches SW1 and SW2 may be controlled.

10 車両用電源装置
11 車両
12 エンジン
16 スタータジェネレータ(電動機)
31 鉛バッテリ(第1蓄電体)
32 リチウムイオンバッテリ(第2蓄電体)
57 バッテリセンサ(蓄電体センサ)
60 メインコントローラ(制御ユニット)
62 スイッチ制御部
63 センサ判定部
SW1 スイッチ
v_ECU 電源電圧
v2 電圧閾値(閾値)
v_Pb 端子電圧(電圧)
v1 電圧閾値
i_Pb 放電電流
i1 電流閾値
10 Vehicle power supply 11 Vehicle 12 Engine 16 Starter generator (electric motor)
31 Lead battery (1st storage body)
32 Lithium-ion battery (second storage body)
57 Battery sensor (storage body sensor)
60 Main controller (control unit)
62 Switch control unit 63 Sensor judgment unit SW1 Switch v_ECU Power supply voltage v2 Voltage threshold (threshold value)
v_Pb terminal voltage (voltage)
v1 voltage threshold i_Pb discharge current i1 current threshold

Claims (4)

車両に搭載される車両用電源装置であって、
エンジンに連結される電動機と、
前記電動機に接続される第1蓄電体と、
前記第1蓄電体と並列に前記電動機に接続される第2蓄電体と、
前記電動機と前記第1蓄電体とを接続する導通状態と、前記電動機と前記第1蓄電体とを切り離す遮断状態と、に制御されるスイッチと、
前記電動機が力行状態に制御される場合に、前記スイッチを遮断状態に制御するスイッチ制御部と、
前記第1蓄電体の放電状況を検出する蓄電体センサと、
前記蓄電体センサの異常を判定するセンサ判定部と、
前記第1蓄電体に接続される制御ユニットと、
を有し、
前記スイッチ制御部は、
前記電動機の力行に伴って前記スイッチを遮断した状態のもとで、前記蓄電体センサが異常であると判定され、かつ前記制御ユニットの電源電圧が閾値を下回る場合に、前記スイッチを遮断状態から導通状態に制御する、
車両用電源装置。
A vehicle power supply installed in a vehicle
The electric motor connected to the engine and
The first storage body connected to the electric motor and
A second storage body connected to the electric motor in parallel with the first storage body,
A switch controlled by a conduction state for connecting the electric motor and the first storage body and a cutoff state for disconnecting the electric motor and the first storage body.
A switch control unit that controls the switch to the cutoff state when the electric motor is controlled to the power running state.
A storage body sensor that detects the discharge status of the first storage body, and
A sensor determination unit that determines an abnormality in the storage body sensor,
The control unit connected to the first storage body and
Have,
The switch control unit
When the power storage sensor is determined to be abnormal and the power supply voltage of the control unit falls below the threshold value under the state where the switch is shut off due to the power running of the electric motor, the switch is turned off from the cutoff state. Control to a conductive state,
Vehicle power supply.
請求項1に記載の車両用電源装置において、
前記スイッチ制御部は、
前記電動機の力行に伴って前記スイッチを遮断した状態のもとで、前記蓄電体センサが正常であると判定され、かつ前記第1蓄電体が閾値を上回って放電する場合に、前記スイッチを遮断状態から導通状態に制御する、
車両用電源装置。
In the vehicle power supply device according to claim 1,
The switch control unit
The switch is shut off when the storage body sensor is determined to be normal and the first storage body discharges above the threshold value under the state where the switch is shut off due to the power running of the electric motor. Control from state to conduction state,
Vehicle power supply.
請求項2に記載の車両用電源装置において、
前記第1蓄電体が閾値を上回って放電する場合とは、前記第1蓄電体の放電電流が電流閾値を上回る場合と、前記第1蓄電体の電圧が電圧閾値を下回る場合と、の少なくとも何れか一方である、
車両用電源装置。
In the vehicle power supply device according to claim 2.
The case where the first storage body exceeds the threshold value and discharges is at least one of a case where the discharge current of the first storage body exceeds the current threshold value and a case where the voltage of the first storage body falls below the voltage threshold value. On the other hand,
Vehicle power supply.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用電源装置において、
前記第2蓄電体の内部抵抗は、前記第1蓄電体の内部抵抗よりも小さい、
車両用電源装置。
In the vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 3.
The internal resistance of the second storage body is smaller than the internal resistance of the first storage body.
Vehicle power supply.
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JP5821569B2 (en) * 2011-11-28 2015-11-24 トヨタ自動車株式会社 Hybrid car
JP5825107B2 (en) * 2012-01-11 2015-12-02 スズキ株式会社 Vehicle power supply
JP5928177B2 (en) * 2012-06-14 2016-06-01 日産自動車株式会社 Torque assist control device
DE102012215374A1 (en) * 2012-08-30 2014-05-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Reload function when not starting
JP6136792B2 (en) * 2013-09-11 2017-05-31 マツダ株式会社 Vehicle power supply
JP5977855B1 (en) * 2015-03-31 2016-08-24 富士重工業株式会社 Vehicle power supply

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