JP2005237149A - Power supply for vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the fluctuation of an output voltage around the operation time of a boosting circuit, in a power supply for vehicles, including an idle stop vehicle that uses batteries as a power source and is configured to boost a battery voltage by the boosting circuit that operates intermittently. <P>SOLUTION: To a power supply line 50 that supplies a power supply voltage to an electrical load 55, the output voltage of a battery 10 is supplied, when a boosting converter 30 is not operating; and a voltage that is boosted according to a target voltage Vref is supplied, when the converter 30 is operating. The boosting converter 30 operates intermittently with the same timing as with the operating period of a starter unit 110, in accordance with the instruction of an ECU 60. This ECU 60 sets the target voltage Vref at the operation time of the boosting converter 30, based on the output voltage of the battery with the timing, immediately prior to the start of the boosting converter 30. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両用電源装置に関し、より特定的には、信号待ち等での車両停車時にエンジンを一時的に自動停止させるアイドルストップ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 vehicular power supply device, and more particularly to a vehicular power supply device mounted on an idle stop vehicle that automatically stops an engine temporarily when the vehicle stops at a signal or the like.

近年、燃料消費量の節減とエミッションの低減を目的として、信号待ち等の車両停止時にエンジンを一時的に自動停止させるようにしたアイドルストップ車両が実用化されている。この種の車両では、車速・アクセル開度等の所定のアイドル判断情報に基づいて、車両が停止中と推測されるときにエンジンを自動停止させ、その後に運転者の発進意思を表わすエンジン始動条件が成立したときに、スタータによりエンジンを自動始動させて発進に備えている。   In recent years, for the purpose of reducing fuel consumption and reducing emissions, an idle stop vehicle in which an engine is temporarily stopped automatically when the vehicle is stopped, such as waiting for a signal, has been put into practical use. In this type of vehicle, based on predetermined idle determination information such as vehicle speed and accelerator opening, the engine is automatically stopped when the vehicle is estimated to be stopped, and then an engine start condition that represents the driver's intention to start When is established, the engine is automatically started by a starter to prepare for starting.

一般的に、エンジン起動用のスタータの消費電力は大きいため、エンジン起動の瞬間にバッテリ出力系統の電圧が一時的に低下する現象が発生する可能性がある。このような現象は、特に、停車および発進を頻繁に繰返す市街地走行等により、電源として用いられるバッテリの消耗が激しくなった場合に顕著となる。   Generally, since the power consumption of the starter for starting the engine is large, there is a possibility that the voltage of the battery output system temporarily decreases at the moment of starting the engine. Such a phenomenon becomes prominent particularly when the battery used as a power source becomes exhausted due to urban driving or the like that frequently stops and starts.

このような電圧低下が発生すると、車両内の電気機器に用いられるマイコン（マイクロコンピュータ）がリセットされて、その時点までの学習内容等の記憶内容が消失してしまったり、計器類の照明等が一時的に暗くなって車両の品質感を大きく損なってしまったりするという不具合が発生してしまう。   When such a voltage drop occurs, the microcomputer used for the electrical equipment in the vehicle is reset, and the stored content such as the learning content up to that point is lost, or the lighting of the instrument is The problem of temporarily darkening and greatly impairing the quality of the vehicle may occur.

そこで、アイドルストップ車両において、エンジン再起動時におけるバッテリ出力系統の電圧低下を防止するために昇圧用の電圧補償回路を設け、エンジン起動時のスタータ動作期間において当該昇圧回路を動作させる構成が提案されている（たとえば、特許文献１）。   Therefore, in an idle stop vehicle, a configuration has been proposed in which a voltage compensation circuit for boosting is provided to prevent a voltage drop of the battery output system when the engine is restarted, and the boosting circuit is operated during the starter operation period when the engine is started. (For example, Patent Document 1).

また、車両用放電灯の点灯回路において、直流電源の出力電圧低下を検出した際には、直流昇圧回路（コンバータ）の出力電圧の上限値を通常時より大きく設定可能とする構成が提案されている（たとえば、特許文献２）。
特開２００２−３８９８４号公報 特許第２５１２３４３号公報 Also, a configuration has been proposed in which the upper limit value of the output voltage of the DC booster circuit (converter) can be set larger than usual when a drop in the output voltage of the DC power supply is detected in the lighting circuit of the vehicle discharge lamp. (For example, Patent Document 2).
JP 2002-38984 A Japanese Patent No. 2512343

上記特許文献１の技術によって、アイドルストップ解除時のスタータ動作時における直流出力電圧の著しい低下を避けられるので、マイクロコンピュータのリセット等の著しい不具合は解決することが可能と考えられる。また、上記特許文献２の技術によって、バッテリの消耗等により入力直流電圧が低下した場合にも、出力電圧を確保して、一旦点灯した後の立ち消え等を防止して放電灯を点灯できる。   The technique of Patent Document 1 can avoid a significant drop in the DC output voltage during the starter operation when the idle stop is released, so that it is considered possible to solve a significant problem such as resetting the microcomputer. Further, even when the input DC voltage is reduced due to battery consumption or the like, the discharge lamp can be turned on by securing the output voltage and preventing the lamp from turning off after being turned on by the technique of Patent Document 2 described above.

しかしながら、アイドルストップ解除時におけるバッテリの出力電圧は、その時点におけるバッテリの状態や、エンジン停止に伴い充電も停止されるアイドルストップ期間の長さに応じて異なってくる。このため、昇圧回路によってバッテリ出力電圧を嵩上げするスタータ動作期間中において、当該昇圧回路の目標電圧を適切に設定しなければ、照明等の照度が急激に変化して、運転者に不快感を与え、車両品質が低下する恐れがある。   However, the output voltage of the battery when the idle stop is released varies depending on the state of the battery at that time and the length of the idle stop period in which charging is stopped when the engine is stopped. For this reason, if the target voltage of the booster circuit is not set appropriately during the starter operation period in which the battery output voltage is raised by the booster circuit, the illuminance such as lighting changes rapidly, causing discomfort to the driver. The vehicle quality may be deteriorated.

この点に関して、特許文献１に開示された技術では、電圧補償回路によってバッテリ出力電圧を昇圧する機能を有するものの、その昇圧量を詳細に制御するための構成は開示されていない。また、上記特許文献２の技術によれば、バッテリの出力電圧低下を検知したときは昇圧回路の上限を通常より大きくして補償する点について開示されているが、直流昇圧回路の動作前後での出力電圧変動を抑制するための制御については、全く開示されていない。   In this regard, the technique disclosed in Patent Document 1 has a function of boosting the battery output voltage by the voltage compensation circuit, but does not disclose a configuration for controlling the boost amount in detail. Further, according to the technique of the above-mentioned Patent Document 2, it is disclosed that the upper limit of the booster circuit is compensated by increasing the upper limit of the booster circuit when a drop in the output voltage of the battery is detected. There is no disclosure about control for suppressing fluctuations in output voltage.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、バッテリを電源とし、かつ間欠的に動作する昇圧回路によってバッテリ電圧を昇圧する構成を備えたアイドルストップ車両等の車両用電源装置において、出力電圧変動を抑制することである。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a configuration in which the battery voltage is boosted by a booster circuit that operates intermittently, with the battery as a power source. In a vehicle power supply device such as an idle stop vehicle, the output voltage fluctuation is suppressed.

この発明による車両用電源装置は、直流電源と、昇圧回路と、電源ラインと、電気負荷と、電圧検出回路と、制御回路とを備える。直流電源は、経時的な出力電圧変動を有する。昇圧回路は、動作時に直流電源の出力電圧を入力として目標電圧に従った出力電圧を出力する。電源ラインは、昇圧回路の非動作時には直流電源の出力電圧を受ける一方で、昇圧回路の動作時には昇圧回路の出力電圧を受ける。電気負荷は、電源ライン上の電圧を電源電圧として動作する。電圧検出回路は、直流電源の出力電圧および電源ラインの電圧の少なくとも一方を検出する。制御回路は、昇圧回路の動作を制御する。昇圧回路は、制御回路の指示に応じて間欠的に動作し、制御回路は、昇圧回路の目標電圧を、昇圧回路が動作する直前のタイミングにおける電圧検出回路の検出電圧に基づいて設定する。   The vehicle power supply device according to the present invention includes a DC power supply, a booster circuit, a power supply line, an electric load, a voltage detection circuit, and a control circuit. The DC power supply has an output voltage variation with time. The booster circuit outputs the output voltage according to the target voltage with the output voltage of the DC power supply as an input during operation. The power supply line receives the output voltage of the DC power supply when the booster circuit is not operating, and receives the output voltage of the booster circuit when the booster circuit is operating. The electric load operates using the voltage on the power supply line as the power supply voltage. The voltage detection circuit detects at least one of the output voltage of the DC power supply and the voltage of the power supply line. The control circuit controls the operation of the booster circuit. The booster circuit operates intermittently in response to an instruction from the control circuit, and the control circuit sets the target voltage of the booster circuit based on the detection voltage of the voltage detection circuit at the timing immediately before the booster circuit operates.

好ましくは、車両用電源装置は、予め設定されたエンジン停止条件の成立時にエンジンを停止し、かつ、予め設定されたエンジン起動条件の成立時にスタータユニットを動作させてエンジンを始動させるアイドルストップ車両に搭載され、制御回路は、スタータユニットの動作期間に対応させて昇圧回路を動作させる。   Preferably, the vehicle power supply device is an idle stop vehicle that stops the engine when a preset engine stop condition is satisfied and operates the starter unit to start the engine when the preset engine start condition is satisfied. The mounted control circuit operates the booster circuit in accordance with the operation period of the starter unit.

さらに好ましくは、制御装置は、エンジンの始動時にスタータユニットへ起動指令を発する電気信号を生成し、かつ、電気信号の生成時における電圧検出回路の検出電圧に基づいて昇圧回路の目標電圧を設定する。   More preferably, the control device generates an electric signal for issuing a start command to the starter unit when the engine is started, and sets a target voltage of the booster circuit based on a detection voltage of the voltage detection circuit when the electric signal is generated. .

また好ましくは、制御装置は、昇圧回路の各動作期間において目標電圧を一定値に設定する。   Preferably, the control device sets the target voltage to a constant value in each operation period of the booster circuit.

あるいは好ましくは、目標電圧は、昇圧回路の各動作期間において、電気負荷の特性を考慮して予め定められた下限値を超えない範囲で、所定レートに従って時間的に漸時低下するように設定される。   Alternatively, preferably, the target voltage is set to gradually decrease in accordance with a predetermined rate within a range not exceeding a predetermined lower limit value in consideration of characteristics of the electric load in each operation period of the booster circuit. The

さらに好ましくは、電気負荷は、電源ライン上の電圧によって照度が変化する照明装置を含む。   More preferably, the electric load includes a lighting device whose illuminance changes depending on the voltage on the power supply line.

この発明による車両用電源装置は、間欠的に動作する昇圧回路によって直流電源の出力電圧を昇圧して電気負荷へ供給可能な構成とした上で、昇圧回路の動作時における目標電圧を昇圧回路の動作直前での直流電圧の出力電圧に基づいて設定できる。   A power supply device for a vehicle according to the present invention has a configuration in which an output voltage of a DC power supply can be boosted by an intermittently operating booster circuit and supplied to an electric load, and a target voltage during operation of the booster circuit is It can be set based on the output voltage of the DC voltage immediately before the operation.

したがって、昇圧回路の動作前後における電気負荷の電源電圧変動を抑制できるので、当該電気負荷を安定的に動作させることができる。   Therefore, since the power supply voltage fluctuation of the electric load before and after the operation of the booster circuit can be suppressed, the electric load can be stably operated.

さらに、この発明による車両用電源装置をアイドルストップ車両に適用することにより、エンジン起動時のスタータユニットの動作期間前後において、電気負荷の電源電圧変動を抑制して、安定的に動作させることができる。   Furthermore, by applying the vehicle power supply device according to the present invention to an idle stop vehicle, it is possible to suppress the fluctuation of the power supply voltage of the electric load before and after the operation period of the starter unit at the time of starting the engine and to operate stably. .

また、スタータユニットへ起動指令を発する電気信号に応答したタイミングでの検出電圧を用いて昇圧回路の目標電圧を設定する構成とすることにより、回路間の動作タイミングを考慮した複雑な制御構成とすることなく、スタータユニットの始動までの機械系の時定数を利用して、その動作前における直流電源の出力電圧に基づいて目標電圧を適切に設定できる。   In addition, by setting the target voltage of the booster circuit using the detection voltage at the timing in response to the electrical signal that issues the start command to the starter unit, a complicated control configuration that considers the operation timing between the circuits is achieved. The target voltage can be appropriately set based on the output voltage of the DC power supply before the operation by using the time constant of the mechanical system until the starter unit is started.

特に、昇圧回路の各動作期間において、目標電圧を一定値とすることによって、制御回路の演算負荷を軽減して、上記の効果を享受することができる。   In particular, by setting the target voltage to a constant value in each operation period of the booster circuit, it is possible to reduce the calculation load of the control circuit and enjoy the above effects.

あるいは、昇圧回路の各動作期間において、電気負荷の特性を考慮して予め定められた下限値を超えない範囲で、所定レートに従って時間的に漸時低下するように目標電圧を設定する。これにより、電気負荷の動作に支障を与えない範囲で、昇圧回路の出力電圧すなわち電気負荷の電源電圧を低下できるので、昇圧回路の動作期間における、昇圧回路および電気負荷での消費電力を削減することができる。特に、このような構成は、アイドルストップ車両への適用時において、アイドルストップの実行および解除が頻繁に行なわれる市街地走行において効果がある。   Alternatively, in each operation period of the booster circuit, the target voltage is set so as to gradually decrease in accordance with a predetermined rate within a range not exceeding a predetermined lower limit value in consideration of the characteristics of the electric load. As a result, the output voltage of the booster circuit, that is, the power supply voltage of the electrical load, can be reduced within a range that does not hinder the operation of the electrical load, thereby reducing power consumption in the booster circuit and the electrical load during the operation period of the booster circuit. be able to. In particular, such a configuration is effective in traveling in an urban area in which execution and cancellation of an idle stop are frequently performed when applied to an idle stop vehicle.

なお、電気負荷が電源電圧によって照度が変化する照明装置を含む構成では、当該照明装置の明度の変動を抑制して、運転者への不快感や車両品質の低下の発生を防止できる。   Note that, in a configuration including an illuminating device in which the illuminance varies depending on the power supply voltage, the electric load can suppress fluctuations in brightness of the illuminating device, thereby preventing the driver from feeling uncomfortable and reducing vehicle quality.

以下において、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下において、同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的には繰返さないものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in principle.

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態による車両用電源装置の構成を説明するブロック図である。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a vehicle power supply device according to an embodiment of the present invention.

図１を参照して、この発明による車両用電源装置は、「直流電源」として設けられるバッテリ１０と、電源ライン２０，５０と、「昇圧回路」である昇圧コンバータ３０と、「制御回路」として設けられるＥＣＵ（Electrical Control Unit）６０と、電源ライン２０の電圧を検出するための電圧検出回路２２と、電源ライン５０の電圧を検出するための電圧検出回路５２とを備える。   Referring to FIG. 1, a vehicle power supply device according to the present invention includes a battery 10 provided as a “DC power supply”, power supply lines 20 and 50, a boost converter 30 that is a “boost circuit”, and a “control circuit”. An ECU (Electrical Control Unit) 60 provided, a voltage detection circuit 22 for detecting the voltage of the power supply line 20, and a voltage detection circuit 52 for detecting the voltage of the power supply line 50 are provided.

電圧検出回路２２および５２は、一般的には、昇圧コンバータ３０内に設けられる。電圧検出回路２２は、電源ライン２０の直流電圧である入力電圧Ｖｉを検出して、検出値Ｖｉｄを生成する。同様に電圧検出回路５２は、電源ライン５０の直流電圧Ｖｏを検出して、検出値Ｖｏｄを生成する。   Voltage detection circuits 22 and 52 are generally provided in boost converter 30. The voltage detection circuit 22 detects an input voltage Vi that is a DC voltage of the power supply line 20 and generates a detection value Vid. Similarly, the voltage detection circuit 52 detects the DC voltage Vo of the power supply line 50 and generates a detection value Vod.

電源ライン２０へは、バッテリ１０から直流電圧が供給される。電源ライン２０には、電気負荷２５に加えて、スタータユニット１１０およびオルタネータユニット１２０がさらに接続される。スタータユニット１１０は、電磁スイッチ等によってエンジン１００の起動時にのみエンジン１００と歯車によって結合され、エンジンの点火後には再びエンジン１００から切離される。したがって、スタータユニット１１０は、エンジン１００の起動時において、短期間に大電流を消費する。   A DC voltage is supplied from the battery 10 to the power supply line 20. In addition to the electrical load 25, a starter unit 110 and an alternator unit 120 are further connected to the power supply line 20. The starter unit 110 is coupled to the engine 100 by a gear only when the engine 100 is started by an electromagnetic switch or the like, and is disconnected from the engine 100 again after the engine is ignited. Therefore, starter unit 110 consumes a large current in a short time when engine 100 is started.

オルタネータユニット１２０は、エンジン１００によって回転される図示しない交流モータを内蔵し、当該交流モータの発電電力をバッテリ１０の充電用の一定電圧に変換して、電源ライン２０へ供給する。すなわち、オルタネータユニット１２０は、エンジン１００の運転中にはバッテリ１０を充電するが、エンジン１００の停止中にはバッテリ１０を充電することはできない。このように、バッテリ１０の出力電圧は、その充放電状況によって、経時的に変化する。   The alternator unit 120 incorporates an AC motor (not shown) that is rotated by the engine 100, converts the electric power generated by the AC motor into a constant voltage for charging the battery 10, and supplies it to the power supply line 20. That is, the alternator unit 120 charges the battery 10 while the engine 100 is operating, but cannot charge the battery 10 while the engine 100 is stopped. Thus, the output voltage of the battery 10 changes over time depending on the charge / discharge status.

電源ライン５０へは、電気負荷５５の電源電圧である出力電圧Ｖｏが供給される。電気負荷５５は、電源電圧の変動により悪影響を受けやすい電気回路群を総称するものであり、電源電圧の著しい低下に伴ってリセットされてその記憶内容が失われてしまうマイクロコンピュータや、電源電圧に応じてその照度が変化する照明類が相当する。   An output voltage Vo that is a power supply voltage of the electric load 55 is supplied to the power supply line 50. The electric load 55 is a generic term for a group of electric circuits that are easily affected by fluctuations in the power supply voltage. The electric load 55 is reset by a significant drop in the power supply voltage, and the stored contents are lost. Corresponding to illuminations whose illuminance changes accordingly.

このため、電気負荷５５の電源電圧Ｖｏは、昇圧コンバータ３０の出力電圧とされ、必要に応じて昇圧コンバータ３０によって昇圧可能な構成とされる。   For this reason, the power supply voltage Vo of the electric load 55 is set as the output voltage of the boost converter 30 and can be boosted by the boost converter 30 as necessary.

一方、電気負荷２５は、供給される電源電圧レベルの変動に対してあまり悪影響を受けない電気回路を総括的に表記するものである。したがって、このような電気負荷２５に対しては、昇圧コンバータ３０による出力電圧Ｖｏではなく、バッテリ１０の出力電圧を直接供給する構成とされる。   On the other hand, the electric load 25 collectively represents an electric circuit that is not significantly adversely affected by fluctuations in the supplied power supply voltage level. Therefore, such an electric load 25 is configured to directly supply the output voltage of the battery 10 instead of the output voltage Vo from the boost converter 30.

ＥＣＵ６０は、車両全体の走行状況等を統括的に制御するための制御回路を総称的に示している。特に、この実施の形態による車両用電源装置は、アイドルストップ車両に搭載されることを前提としているので、ＥＣＵ６０は、車速やアクセル開度等に代表されるアイドル判断情報に基づき、アイドルストップに関するエンジンの停止および再起動を制御する機能を備える。   The ECU 60 generically shows a control circuit for comprehensively controlling the running state of the entire vehicle. In particular, since the vehicular power supply device according to this embodiment is premised on being mounted on an idle stop vehicle, the ECU 60 is an engine related to idle stop based on idle determination information represented by vehicle speed, accelerator opening, and the like. A function to control stop and restart of the system is provided.

ＥＣＵ６０は、アイドル運転中にエンジン１００の停止を指示するための停止指令信号Ｓｓｐ、アイドル運転からの復帰時にスタータユニット１１０の起動を指示する起動指令信号Ｓｓｔ、昇圧コンバータ３０に動作を指示する起動指令信号Ｖｃｖ、および昇圧コンバータ３０の動作時における出力電圧Ｖｏの基準値に相当する目標電圧Ｖｒｅｆを生成する。ＥＣＵ６０によって生成された停止指令信号Ｓｓｐおよび起動指令信号Ｓｓｔは、エンジン１００およびスタータユニット１１０へそれぞれ与えられ、起動指令信号Ｓｓｔおよび目標電圧Ｖｒｅｆは、昇圧コンバータ３０へ与えられる。さらに、電圧検出回路２２，５２による、入力電圧Ｖｉの検出値Ｖｉｄおよび出力電圧Ｖｏの検出値Ｖｏｄは、必要に応じて、ＥＣＵ６０でサンプリング可能な構成となっている。   ECU 60 is a stop command signal Ssp for instructing to stop engine 100 during idle operation, a start command signal Sst for instructing start of starter unit 110 when returning from idle operation, and a start command for instructing boost converter 30 to operate. Signal Vcv and target voltage Vref corresponding to the reference value of output voltage Vo when boost converter 30 operates are generated. Stop command signal Ssp and start command signal Sst generated by ECU 60 are applied to engine 100 and starter unit 110, respectively, and start command signal Sst and target voltage Vref are applied to boost converter 30. Further, the detection value Vid of the input voltage Vi and the detection value Vod of the output voltage Vo by the voltage detection circuits 22 and 52 are configured to be sampled by the ECU 60 as necessary.

昇圧コンバータ３０は、電源ライン２０および５０の間に直列に接続された平滑リアクトル３２およびダイオード３４と、パワースイッチング素子３６および平滑コンデンサ３８と、コンバータ制御部４０とを含む。   Boost converter 30 includes a smoothing reactor 32 and a diode 34 connected in series between power supply lines 20 and 50, a power switching element 36 and a smoothing capacitor 38, and a converter control unit 40.

コンバータ制御部４０は、パワースイッチング素子３６のオンおよびオフを制御するためのゲート信号Ｇｇｔを生成するデューティ制御部４２と、デューティ制御部４２からのゲート信号Ｇｇｔに従ってパワースイッチング素子３６をオンまたはオフさせるドライバ４５とを有する。   Converter control unit 40 generates a gate signal Ggt for controlling on and off of power switching element 36, and turns on or off power switching element 36 in accordance with gate signal Ggt from duty control unit 42. And a driver 45.

昇圧コンバータ３０は、いわゆる非絶縁型昇圧チョッパの構成であり、パワースイッチング素子３６の各スイッチング周期Ｔにおけるオン時間Ｔｏｎおよびオフ時間Ｔｏｆｆの比、すなわちデューティ比を設定することにより、入力電圧Ｖｉに対する出力電圧Ｖｏの比すなわち昇圧比Ｖｏ／Ｖｉを制御する。具体的には、下記（１）式で、昇圧コンバータの昇圧比は決定される。   Boost converter 30 has a so-called non-isolated boost chopper configuration, and sets the ratio of on-time Ton and off-time Toff in each switching period T of power switching element 36, that is, the output of input voltage Vi with respect to the duty ratio. The voltage Vo ratio, that is, the boost ratio Vo / Vi is controlled. Specifically, the boost ratio of the boost converter is determined by the following equation (1).

Ｖｏ／Ｖｉ＝１／（１−ｄ） …（１）
ここで、ｄは、ｄ＝Ｔｏｎ・Ｔ＝Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）で示されるデューティ比である。 Vo / Vi = 1 / (1-d) (1)
Here, d is a duty ratio represented by d = Ton · T = Ton / (Ton + Toff).

すなわち、デューティ制御部４２は、電圧検出回路２２，５２による、入力電圧Ｖｉの検出値Ｖｉｄおよび出力電圧Ｖｏの検出値Ｖｏｄと、ＥＣＵ６０からの目標電圧Ｖｒｅｆとに基づいて、上記デューティ比ｄを設定し、このデューティ比を満足するようにゲート信号を生成する。   That is, the duty control unit 42 sets the duty ratio d based on the detection value Vid of the input voltage Vi and the detection value Vod of the output voltage Vo by the voltage detection circuits 22 and 52 and the target voltage Vref from the ECU 60. The gate signal is generated so as to satisfy this duty ratio.

このように、昇圧コンバータ３０は、ＥＣＵ６０からの起動指令信号Ｖｃｖに応答して間欠的に動作し、動作時において、バッテリ１０の出力電圧に相当する入力電圧Ｖｉを昇圧して、目標電圧Ｖｒｅｆに従った出力電圧Ｖｏを出力する。   In this manner, boost converter 30 operates intermittently in response to activation command signal Vcv from ECU 60, and during operation, boosts input voltage Vi corresponding to the output voltage of battery 10 to obtain target voltage Vref. The corresponding output voltage Vo is output.

すなわち、電源ライン５０は、昇圧コンバータ３０の非動作時にはバッテリ１０の出力電圧を受ける一方で、昇圧コンバータ３０の動作時には目標電圧Ｖｒｅｆに従った昇圧コンバータからの出力電圧を受ける。   That is, power supply line 50 receives the output voltage of battery 10 when boost converter 30 is not operating, and receives the output voltage from the boost converter according to target voltage Vref when boost converter 30 is operating.

次に、図１および図２を用いてアイドルストップ前後における車両用電源装置の動作について説明する。   Next, the operation of the vehicle power supply apparatus before and after idle stop will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図２は、昇圧コンバータを非動作とした場合でのアイドルストップ前後における出力電圧Ｖｏの推移を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing the transition of the output voltage Vo before and after the idle stop when the boost converter is not operated.

図２を参照して、時刻ｔ０において、ＥＣＵ６０は、アイドル判断情報に基づいてアイドルストップ可能と判断し、かつ、その後の時刻ｔ１において、アイドルストップ解除を判断するものとする。   Referring to FIG. 2, at time t0, ECU 60 determines that idle stop is possible based on the idle determination information, and determines that idle stop is released at subsequent time t1.

時刻ｔ０以前においては、エンジン１００の運転に伴いオルタネータユニット１２０によってバッテリ１０が充電されるので、出力電圧Ｖｏはほぼ一定値に保たれている。   Prior to time t0, the battery 10 is charged by the alternator unit 120 as the engine 100 is operated, so that the output voltage Vo is maintained at a substantially constant value.

運転中のエンジン１００は、時刻ｔ０にＥＣＵ６０からの停止指令信号Ｓｓｐに応答して停止される。これにより、オルタネータユニット１２０による発電が中止されるので、時刻ｔ０〜ｔ１では、バッテリ１０の出力電圧は徐々に低下しこれに応じて出力電圧Ｖｏも低下を始める。   The operating engine 100 is stopped in response to a stop command signal Ssp from the ECU 60 at time t0. As a result, the power generation by the alternator unit 120 is stopped, so that at time t0 to t1, the output voltage of the battery 10 gradually decreases and the output voltage Vo starts to decrease accordingly.

時刻ｔ１において、ＥＣＵ６０からの起動指令信号Ｓｓｔに応答してスタータユニット１１０が動作して、エンジン１００が再起動される。図２では、昇圧コンバータ３０が非動作とされるのでバッテリ１０の出力電圧は補償されず、スタータユニット１１０の動作によって短時間に大電流が消費されるのに伴って、出力電圧Ｖｏが瞬間的に低下する。   At time t1, starter unit 110 operates in response to start command signal Sst from ECU 60, and engine 100 is restarted. In FIG. 2, since the boost converter 30 is not operated, the output voltage of the battery 10 is not compensated, and as the large current is consumed in a short time by the operation of the starter unit 110, the output voltage Vo is instantaneous. To drop.

エンジンの再起動が完了した時刻ｔ２において、スタータユニット１１０の動作は停止され、再びエンジン１００から切離される。時刻ｔ２以降では、エンジン１００の運転に伴いオルタネータユニット１２０によってバッテリ１０が再び充電されるので、出力電圧Ｖｏは元のレベルまで復帰していく。   At time t2 when the restart of the engine is completed, the operation of the starter unit 110 is stopped and disconnected from the engine 100 again. After time t2, the battery 10 is charged again by the alternator unit 120 as the engine 100 is operated, so that the output voltage Vo returns to the original level.

このように、エンジン再起動中に昇圧コンバータ３０を非動作とすると、スタータユニット１１０の動作時に出力電圧Ｖｏが大きく低下してしまい、電気負荷５５の動作に悪影響を与えてしまう恐れがある。   As described above, when the boost converter 30 is not operated during the engine restart, the output voltage Vo is greatly reduced during the operation of the starter unit 110, which may adversely affect the operation of the electric load 55.

したがって、この発明による車両用電源装置では、アイドルストップ解除後のエンジン再起動時（スタータユニット動作時）において、昇圧コンバータ３０によってバッテリ出力電圧を昇圧して電気負荷５５への出力電圧Ｖｏを補償する。このときに、昇圧コンバータ３０へ与えられる目標電圧Ｖｒｅｆの設定が適切でないと、以下の比較例に示すような不具合が生じてしまう。   Therefore, in the vehicle power supply device according to the present invention, when the engine is restarted after the idle stop is released (when the starter unit is operating), the battery output voltage is boosted by boost converter 30 to compensate for output voltage Vo to electric load 55. . At this time, if the setting of the target voltage Vref applied to the boost converter 30 is not appropriate, a problem as shown in the following comparative example occurs.

図３は、この発明の実施の形態の比較例として示される、昇圧コンバータ３０の目標電圧Ｖｒｅｆの設定が不適切であるときの出力電圧Ｖｏの推移を示す図である。図３（ａ），（ｂ）では、目標電圧Ｖｒｅｆは、アイドルストップ時のバッテリ電圧を考慮せず、予め定められた固定値に設定されるものとする。   FIG. 3 is a diagram showing a transition of the output voltage Vo when the setting of the target voltage Vref of the boost converter 30 is inappropriate as shown as a comparative example of the embodiment of the present invention. 3 (a) and 3 (b), the target voltage Vref is set to a predetermined fixed value without considering the battery voltage at the time of idling stop.

図３（ａ），（ｂ）では、図２で説明したアイドルストップ前後における一連の動作に加えて、時刻ｔ１からｔ２の間において、ＥＣＵ６０は、起動指令信号Ｓｓｔおよび目標電圧Ｖｒｅｆを昇圧コンバータ３０へ与える。昇圧コンバータ３０は、起動指令信号Ｓｓｔに応答して時刻ｔ１からｔ２の間、間欠動作して、バッテリ出力電圧である入力電圧Ｖｉを昇圧して、出力電圧Ｖｏを目標電圧Ｖｒｅｆへ制御する。   3 (a) and 3 (b), in addition to the series of operations before and after the idle stop described in FIG. 2, during the time t1 to t2, the ECU 60 sends the start command signal Sst and the target voltage Vref to the boost converter 30. Give to. Boost converter 30 operates intermittently from time t1 to t2 in response to activation command signal Sst, boosts input voltage Vi, which is a battery output voltage, and controls output voltage Vo to target voltage Vref.

図３（ａ）には、固定値である目標電圧Ｖｒｅｆが、アイドルストップ解除時（時刻ｔ１）での出力電圧Ｖｏ（すなわちバッテリ出力電圧）よりも低過ぎた場合の波形が示される。この場合には、昇圧コンバータ３０の動作によって出力電圧Ｖｏが目標電圧Ｖｒｅｆに向かって制御されることにより、アイドルストップが解除される時刻ｔ１直後において、出力電圧Ｖｏに急激な電圧降下変動１５０が発生する。   FIG. 3A shows a waveform when the target voltage Vref, which is a fixed value, is too lower than the output voltage Vo (that is, the battery output voltage) at the time of releasing the idle stop (time t1). In this case, the output voltage Vo is controlled toward the target voltage Vref by the operation of the boost converter 30, so that a sudden voltage drop fluctuation 150 occurs in the output voltage Vo immediately after the time t <b> 1 when the idle stop is released. To do.

目標電圧Ｖｒｅｆをマイクロコンピュータのリセット電圧よりも高く設定することで、マイクロコンピュータの記憶内容の消失等の大きな障害は防止できるものの、電圧降下変動１５０の存在により、照明等の照度が瞬間的に大きく変化して暗くなり、運転者に不快感を与えて、車両の品質感を損なうおそれがある。   By setting the target voltage Vref higher than the reset voltage of the microcomputer, it is possible to prevent a major failure such as the loss of the stored contents of the microcomputer, but due to the voltage drop fluctuation 150, the illuminance such as illumination increases momentarily. It changes and becomes dark, which may cause driver discomfort and impair the quality of the vehicle.

図３（ｂ）には、固定値である目標電圧Ｖｒｅｆが、アイドルストップ解除時（時刻ｔ１）での出力電圧Ｖｏ（すなわちバッテリ出力電圧）よりも高過ぎた場合の波形が示される。このようなケースは、たとえば、アイドルストップ期間が長期化したり、バッテリの消耗が激しくアイドルストップ中における電圧低下速度が大きい場合に発生し得る。   FIG. 3B shows a waveform when the target voltage Vref, which is a fixed value, is too higher than the output voltage Vo (that is, the battery output voltage) at the time of releasing the idle stop (time t1). Such a case may occur, for example, when the idle stop period is prolonged, or when the battery is heavily consumed and the voltage drop rate during the idle stop is large.

このような場合には、昇圧コンバータ３０の動作によって出力電圧Ｖｏが目標電圧Ｖｒｅｆに向かって制御されることにより、アイドルストップが解除される時刻ｔ１直後において、出力電圧Ｖｏに急激な電圧上昇変動１５２が発生する。これにより、図３（ａ）の場合と同様に、照明等の照度が瞬間的に大きく変化して明るくなり、運転者に不快感を与えて、車両の品質感を損なうおそれがある。   In such a case, the output voltage Vo is controlled toward the target voltage Vref by the operation of the step-up converter 30, so that the voltage increase fluctuation 152 suddenly increases to the output voltage Vo immediately after the time t <b> 1 when the idle stop is released. Will occur. As a result, as in the case of FIG. 3 (a), the illuminance such as illumination changes instantaneously and becomes brighter, giving the driver an unpleasant feeling and possibly impairing the quality of the vehicle.

上記の点を考慮して、この発明による車両用電源装置では、以下のようにして昇圧コンバータ３０の目標電圧Ｖｒｅｆを設定する。   Considering the above points, in the vehicle power supply device according to the present invention, the target voltage Vref of the boost converter 30 is set as follows.

図４は、この発明の実施の形態１による昇圧コンバータ３０の目標電圧Ｖｒｅｆの設定を説明するフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart illustrating setting of target voltage Vref of boost converter 30 according to the first embodiment of the present invention.

図４を参照して、アイドルストップ解除時には、エンジン再起動条件の成立に伴い（ステップＳ１１０）、ＥＣＵ６０によって、スタータユニット１１０の起動指令信号Ｓｓｔが生成される（ステップ１２０）。   Referring to FIG. 4, at the time of releasing the idle stop, along with the establishment of the engine restart condition (step S110), start command signal Sst of starter unit 110 is generated by ECU 60 (step 120).

起動指令信号Ｓｓｔの生成に応答して、電圧検出回路２２，５２には、エンジン再起動直前の入力電圧Ｖｉおよび出力電圧Ｖｏの検出値Ｖｉｄ，ＶｏｄがＥＣＵ６０へメモリされる（ステップＳ１３０）。なお、このタイミングにおける入力電圧Ｖｉおよび出力電圧Ｖｏはほぼ同一値であるので、ＥＣＵ６０でメモリする検出電圧をＶｉｄおよびＶｏｄのいずれか一方とすることもできる。   In response to the generation of the start command signal Sst, the voltage detection circuits 22 and 52 store the detected values Vid and Vod of the input voltage Vi and the output voltage Vo immediately before the engine restart in the ECU 60 (step S130). Since the input voltage Vi and the output voltage Vo at this timing are substantially the same value, the detection voltage stored in the ECU 60 can be either Vid or Vod.

ＥＣＵ６０は、ステップＳ１３０でメモリした検出電圧（ＶｉｄおよびＶｏｄの少なくとも一方）に基づいて、昇圧コンバータの目標電圧Ｖｒｅｆを設定する（ステップＳ１４０）。たとえば、目標電圧Ｖｒｅｆは、Ｖｒｅｆ＝Ｖｏｄの一定値に設定される。さらに、ＥＣＵ６０は、スタータユニット１１０の動作期間に同期させて、昇圧コンバータ３０の起動指令信号Ｓｃｖを生成する。これにより、昇圧コンバータ３０は動作を開始して、目標電圧Ｖｒｅｆに従った出力電圧Ｖｏを出力する（ステップＳ１５０）。   ECU 60 sets target voltage Vref of the boost converter based on the detected voltage (at least one of Vid and Vod) stored in step S130 (step S140). For example, the target voltage Vref is set to a constant value of Vref = Vod. Further, ECU 60 generates start command signal Scv for boost converter 30 in synchronization with the operation period of starter unit 110. Thereby, boost converter 30 starts its operation and outputs output voltage Vo according to target voltage Vref (step S150).

スタータユニット１１０は、起動指令信号Ｓｓｔを受けてから、電磁クラッチによる歯車の接続等の機械的動作を行なった後に、実際にエンジンを起動するためのモータ回転を始める。したがって、起動指令信号Ｓｓｔの生成からスタータユニット１１０によって実際に電流が消費される迄には、一定のタイムラグが存在する。   The starter unit 110 receives the start command signal Sst, and after performing mechanical operations such as gear connection by an electromagnetic clutch, starts the motor rotation for actually starting the engine. Therefore, there is a certain time lag from the generation of the start command signal Sst until the current is actually consumed by the starter unit 110.

一般的には、上記タイムラグの間に、上記ステップＳ１３０〜Ｓ１５０での電圧検出回路２２，５２およびＥＣＵ６０の動作を完了することが可能であり、スタータユニット１１０での電流消費によって電圧変動が生じる前の検出値Ｖｉｄ，Ｖｏｄに基づいて、目標電圧Ｖｒｅｆを設定することができる。すなわち、スタータユニット１１０用の起動指令信号Ｓｓｔに応答して目標電圧Ｖｒｅｆ設定用の検出値Ｖｉｄ，Ｖｏｄをサンプリングすることにより、スタータユニットの機械系時定数を利用して、回路間の動作タイミングを考慮した複雑な制御構成とすることなく適切に目標電圧Ｖｒｅｆを適切に設定できる。   In general, during the time lag, it is possible to complete the operations of the voltage detection circuits 22 and 52 and the ECU 60 in the steps S130 to S150, and before voltage fluctuation occurs due to current consumption in the starter unit 110. The target voltage Vref can be set based on the detected values Vid and Vod. That is, by sampling the detection values Vid and Vod for setting the target voltage Vref in response to the start command signal Sst for the starter unit 110, the operation timing between the circuits is determined using the mechanical system time constant of the starter unit. The target voltage Vref can be appropriately set without using a complicated control configuration in consideration.

なお、ステップＳ１１０〜Ｓ１６０での各動作タイミングを厳密に規定するために、起動指令信号Ｓｓｔ，Ｖｃｖおよび目標電圧Ｖｒｅｆ等の伝達経路に伝達遅延素子を挿入してもよい。   In order to strictly define each operation timing in steps S110 to S160, a transmission delay element may be inserted in a transmission path such as the start command signals Sst and Vcv and the target voltage Vref.

これにより、スタータユニット１１０の動作開始（ステップＳ１６０）からスタータユニット１１０の動作終了（ステップＳ１７０）までの期間中に、アイドルストップ解除直前のバッテリ出力電圧に基づいた目標電圧Ｖｒｅｆに従って昇圧コンバータ３０を動作させることができる。   Thereby, during the period from the start of operation of starter unit 110 (step S160) to the end of operation of starter unit 110 (step S170), boost converter 30 is operated in accordance with target voltage Vref based on the battery output voltage immediately before the release of idle stop. Can be made.

スタータユニット１１０の動作終了に合わせて、ＥＣＵ６０によって起動指令信号Ｖｃｖが解除される。これにより、昇圧コンバータ３０の動作が停止されて（ステップＳ１８０）、アイドルストップ解除時の電圧制御は終了する。   The start command signal Vcv is canceled by the ECU 60 at the end of the operation of the starter unit 110. Thereby, the operation of boost converter 30 is stopped (step S180), and the voltage control at the time of releasing the idle stop is completed.

図５は、この発明の実施の形態１による車両用電源装置における出力電圧のアイドルストップ前後における推移を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing transition of the output voltage before and after idle stop in the vehicle power supply device according to Embodiment 1 of the present invention.

図５を参照して、図４で説明した目標電圧Ｖｒｅｆの設定とすることにより、実施の形態１による車両用電源装置では、アイドルストップが解除される時刻ｔ１直後における出力電圧Ｖｏの電圧変動１５５は、図３（ａ）、（ｂ）と比較して抑制される。   Referring to FIG. 5, by setting target voltage Vref described in FIG. 4, in vehicle power supply device according to the first embodiment, voltage fluctuation 155 of output voltage Vo immediately after time t <b> 1 when the idle stop is released. Is suppressed compared to FIGS. 3 (a) and 3 (b).

これは、図３（ａ）や図３（ｂ）で説明した目標電圧設定とは異なり、昇圧コンバータ３０の動作直前、すなわちアイドルストップ解除直前におけるバッテリ出力電圧に基づいて、昇圧コンバータ３０の目標電圧Ｖｒｅｆを設定しているからである。   This is different from the target voltage setting described with reference to FIGS. 3A and 3B, and is based on the battery output voltage immediately before the operation of the boost converter 30, that is, immediately before the release of the idle stop. This is because Vref is set.

これにより、アイドルストップ車両において、昇圧コンバータ３０の動作前後、すなわちアイドルストップ解除時における出力電圧Ｖｏの変動を抑制して、照明の明度の変動等を抑制して、運転者への不快感や車両品質の低下を引き起こすことなく、電気負荷を安定的に動作させることができる。   Thereby, in the idle stop vehicle, the fluctuation of the output voltage Vo is suppressed before and after the operation of the boost converter 30, that is, at the time of releasing the idle stop, and the fluctuation of the brightness of the illumination is suppressed. The electric load can be stably operated without causing deterioration in quality.

なお、昇圧コンバータ３０は、スタータユニット１１０のような瞬時的な大電流負荷の動作時において、上述のようにその動作期間に同期させて動作するのに加えて、バッテリ電圧の経時的な低下に応答して動作させることができる。たとえば、電圧検出回路２２の検出値Ｖｉｄに基づき、入力電圧Ｖｉが閾値より低下するのに応答して、昇圧コンバータ３０を動作させる構成とすることができる。   Boost converter 30 operates in synchronism with the operation period as described above during the operation of an instantaneous large current load such as starter unit 110, and also reduces the battery voltage over time. Can be operated in response. For example, the boost converter 30 can be configured to operate in response to the input voltage Vi falling below a threshold value based on the detection value Vid of the voltage detection circuit 22.

［実施の形態２］
実施の形態２では、コンバータ動作期間中における消費電力の削減を図るような目標電圧Ｖｒｅｆの設定手法について説明する。 [Embodiment 2]
In the second embodiment, a method for setting the target voltage Vref so as to reduce power consumption during the converter operation period will be described.

図６は、この発明の実施の形態２による目標電圧Ｖｒｅｆの設定を説明する概念図である。   FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating setting of the target voltage Vref according to the second embodiment of the present invention.

図６を参照して、実施の形態１においては、符号２００で示されるように、昇圧コンバータ動作期間（時刻ｔ１〜ｔ２間）における目標電圧Ｖｒｅｆは、昇圧コンバータの動作直前における検出電圧Ｖｒ♯に相当する一定値に設定される。なお、目標電圧Ｖｒｅｆを一定値に設定することで、ＥＣＵ６０の演算負荷を軽減できる。   Referring to FIG. 6, in the first embodiment, as indicated by reference numeral 200, target voltage Vref in the boost converter operation period (between times t1 and t2) is equal to detection voltage Vr # immediately before the operation of the boost converter. The corresponding constant value is set. Note that the calculation load on the ECU 60 can be reduced by setting the target voltage Vref to a constant value.

これに対して、実施の形態２では、ＥＣＵ６０は、目標電圧Ｖｒｅｆを、その初期値が検出電圧Ｖｒ♯に設定された後、所定の下限電圧Ｖｒｍｉｎに至るまで所定の電圧降下レートｋ（ｋ＜０）に従って時間的に徐々に低下するように設定する。   On the other hand, in the second embodiment, the ECU 60 sets the target voltage Vref to a predetermined voltage drop rate k (k <k <k) until the initial value is set to the detection voltage Vr # and then reaches a predetermined lower limit voltage Vrmin. 0) is set to gradually decrease with time.

電圧降下レートｋおよび下限電圧Ｖｒｍｉｎは、電気負荷５５の特性を考慮して定められる。たとえば下限電圧Ｖｒｍｉｎは、電気負荷５５に含まれるマイクロコンピュータのリセット電圧に達しない範囲で設定される必要がある。また、電圧降下レートｋは、当該レートに対応した照明類の照度変化が運転者に不快感を与えないような範囲で設定する必要がある。   The voltage drop rate k and the lower limit voltage Vrmin are determined in consideration of the characteristics of the electric load 55. For example, the lower limit voltage Vrmin needs to be set within a range not reaching the reset voltage of the microcomputer included in the electric load 55. Further, the voltage drop rate k needs to be set within a range in which the illuminance change of the illumination corresponding to the rate does not cause the driver to feel uncomfortable.

このような構成とすることにより、この発明の実施の形態２による車両用電源装置のアイドルストップ前後における出力電圧Ｖｏの推移は図７に示すようになる。   By adopting such a configuration, the transition of the output voltage Vo before and after the idle stop of the vehicle power supply device according to the second embodiment of the present invention is as shown in FIG.

図７を参照して、実施の形態２による車両用電源装置では、時刻ｔ１〜ｔ２の間、すなわち昇圧コンバータの動作期間において、出力電圧Ｖｏは、出力電圧Ｖｏが一定に保持される実施の形態１の場合と比較して低減される。この低減された電圧の時間積分値は、図７において、符号２２０の部分の面積で示される。   Referring to FIG. 7, in the vehicle power supply device according to the second embodiment, the output voltage Vo is held constant between time t1 and t2, that is, during the operation period of the boost converter. It is reduced compared with the case of 1. The time integral value of the reduced voltage is indicated by an area of a portion 220 in FIG.

したがって、発明の実施の形態２による車両用電源装置では、電気負荷に悪影響を与えないように考慮された範囲で出力電圧Ｖｏを低下させることで、昇圧コンバータ３０の動作期間における、昇圧コンバータ３０および電気負荷５５での消費電力も削減することができる。これにより、実施の形態１による車両用電源装置による効果に加えて、アイドルストップ解除時のエンジン再起動動作期間での消費電力の削減がさらに図られる。特にこのような構成は、アイドルストップの実行および解除が頻繁に行なわれる市街地走行において大きな効果を上げるものと期待される。   Therefore, in the vehicle power supply device according to the second embodiment of the invention, the output voltage Vo is reduced within a range that is considered not to adversely affect the electric load, so that the boost converter 30 and the boost converter 30 during the operation period of the boost converter 30 The power consumption at the electric load 55 can also be reduced. Thereby, in addition to the effect of the vehicle power supply device according to the first embodiment, the power consumption can be further reduced in the engine restart operation period when the idle stop is released. In particular, such a configuration is expected to have a great effect in running in an urban area where idle stop is frequently executed and canceled.

なお、上記の実施の形態では、いわゆる自動車のうちのアイドルストップ車両に搭載される車両用電源装置について説明したが、この発明の適用は、このような場合に限定されるものではない。すなわち、バッテリ等の直流電源と、間欠的に動作して当該直流電源の出力電圧を昇圧する昇圧回路とを備えた車両用電源装置について、搭載される車両の種類を問わず、本発明を共通に適用することが可能である。
エンジンの一時停止および再起動動作を伴ってエンジンを間欠的に運転させる種々の車両に対して、この発明の車両用電源装置を共通に提供することができる。 In the above embodiment, a vehicle power supply device mounted on an idle stop vehicle of a so-called automobile has been described. However, the application of the present invention is not limited to such a case. That is, the present invention is common to a vehicle power supply device including a DC power source such as a battery and a booster circuit that intermittently operates and boosts the output voltage of the DC power source regardless of the type of vehicle mounted. It is possible to apply to.
The vehicle power supply device of the present invention can be provided in common to various vehicles that intermittently operate the engine with a temporary stop and restart operation of the engine.

また、「昇圧回路」の代表例として、非絶縁型の昇圧コンバータ（昇圧チョッパ）を例示したが、与えられた目標電圧Ｖｒｅｆに従った出力電圧を出力可能であれば、任意の回路構成を適用することができる。   Further, as a representative example of the “boost circuit”, a non-insulated boost converter (boost chopper) is illustrated, but any circuit configuration can be applied as long as an output voltage according to a given target voltage Vref can be output. can do.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明の実施の形態に従う車両用電源装置の構成を説明するブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a vehicle power supply device according to an embodiment of the present invention. 昇圧コンバータを非動作とした場合でのアイドルストップ前後における出力電圧の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the output voltage before and behind idle stop in the case of making a boost converter non-operation. この発明の実施の形態の比較例として示される、昇圧コンバータの目標電圧設定が不適切であるときの出力電圧の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of an output voltage when the target voltage setting of a boost converter shown as a comparative example of embodiment of this invention is inadequate. この発明の実施の形態１による昇圧コンバータの目標電圧設定を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the target voltage setting of the boost converter by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による車両用電源装置のアイドルストップ前後における出力電圧の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the output voltage before and behind the idle stop of the vehicle power supply device by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２による昇圧コンバータの目標電圧設定を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the target voltage setting of the boost converter by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２による車両用電源装置のアイドルストップ前後における出力電圧の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the output voltage before and behind the idle stop of the vehicle power supply device by Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ バッテリ、２０，５０ 電源ライン、２２，５２ 電圧検出回路、２５，５５ 電気負荷、３０ 昇圧コンバータ、３６ パワースイッチング素子、４０ コンバータ制御部、４２ デューティ制御部、１００ エンジン、１１０ スタータユニット、１２０ オルタネータユニット、ｋ 電圧降下レート、Ｓｃｖ 起動指令信号（昇圧コンバータ）、Ｓｓｐ 停止指令信号（エンジン）、Ｓｓｔ 起動指令信号（スタータユニット）、Ｖｉ 入力電圧、Ｖｉｄ，Ｖｏｄ 検出値、Ｖｏ 出力電圧、Ｖｒｅｆ 目標電圧（昇圧コンバータ）、Ｖｒｍｉｎ 下限電圧。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Battery, 20, 50 Power supply line, 22, 52 Voltage detection circuit, 25, 55 Electric load, 30 Boost converter, 36 Power switching element, 40 Converter control part, 42 Duty control part, 100 Engine, 110 Starter unit, 120 Alternator Unit, k voltage drop rate, Scv start command signal (boost converter), Ssp stop command signal (engine), Sst start command signal (starter unit), Vi input voltage, Vid, Vod detection value, Vo output voltage, Vref target voltage (Boost converter), Vrmin lower limit voltage.

Claims (6)

経時的な出力電圧変動を有する直流電源と、
動作時に前記直流電源の出力電圧を入力として目標電圧に従った出力電圧を出力するための昇圧回路と、
前記昇圧回路の非動作時には前記直流電源の出力電圧を受ける一方で、前記昇圧回路の動作時には前記昇圧回路の出力電圧を受ける電源ラインと、
前記電源ライン上の電圧を電源電圧として動作する電気負荷と、
前記直流電源の出力電圧および前記電源ラインの電圧の少なくとも一方を検出する電圧検出回路と、
前記昇圧回路の動作を制御する制御回路とを備え、
前記昇圧回路は、前記制御回路の指示に応じて間欠的に動作し、
前記制御回路は、前記昇圧回路の前記目標電圧を、前記昇圧回路が動作する直前のタイミングにおける前記電圧検出回路の検出電圧に基づいて設定する、車両用電源装置。 A DC power supply having output voltage fluctuation over time;
A step-up circuit for outputting an output voltage according to a target voltage with an output voltage of the DC power supply as an input during operation;
A power supply line that receives the output voltage of the DC power supply when the booster circuit is not operating, and receives the output voltage of the booster circuit when the booster circuit is operating;
An electrical load that operates using the voltage on the power line as a power supply voltage;
A voltage detection circuit for detecting at least one of an output voltage of the DC power supply and a voltage of the power supply line;
A control circuit for controlling the operation of the booster circuit,
The booster circuit operates intermittently in response to an instruction from the control circuit,
The control circuit sets the target voltage of the booster circuit based on a detection voltage of the voltage detection circuit at a timing immediately before the booster circuit operates. 前記車両用電源装置は、予め設定されたエンジン停止条件の成立時にエンジンを停止し、かつ、予め設定されたエンジン起動条件の成立時にスタータユニットを動作させて前記エンジンを始動させるアイドルストップ車両に搭載され、
前記制御回路は、前記スタータユニットの動作期間に対応させて前記昇圧回路を動作させる、請求項１に記載の車両用電源装置。 The vehicle power supply device is mounted on an idle stop vehicle that stops the engine when a preset engine stop condition is satisfied and operates the starter unit when the preset engine start condition is satisfied to start the engine. And
The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the control circuit operates the booster circuit in accordance with an operation period of the starter unit. 前記制御装置は、前記エンジンの始動時に前記スタータユニットへ起動指令を発する電気信号を生成し、かつ、前記電気信号の生成時における前記電圧検出回路の検出電圧に基づいて前記昇圧回路の前記目標電圧を設定する、請求項２に記載の車両用電源装置。   The control device generates an electric signal that issues a start command to the starter unit when the engine is started, and the target voltage of the booster circuit based on a detection voltage of the voltage detection circuit when the electric signal is generated The vehicle power supply device according to claim 2, wherein: 前記制御装置は、前記昇圧回路の各動作期間において前記目標電圧を一定値に設定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用電源装置。   4. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the control device sets the target voltage to a constant value in each operation period of the booster circuit. 5. 前記目標電圧は、前記昇圧回路の各動作期間において、前記電気負荷の特性を考慮して予め定められた下限値を超えない範囲で、所定レートに従って時間的に漸時低下するように設定される、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用電源装置。   The target voltage is set to gradually decrease in time according to a predetermined rate within a range not exceeding a predetermined lower limit value in consideration of the characteristics of the electric load in each operation period of the booster circuit. The vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 3. 前記電気負荷は、前記電源ライン上の電圧によって照度が変化する照明装置を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用電源装置。   6. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the electrical load includes a lighting device whose illuminance changes according to a voltage on the power supply line.
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