JP2012065494A - Booster device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a booster device that is installed on an idle stop vehicle and that is capable of supplying electric power with little loss.SOLUTION: The booster device 10 is installed on an idle stop vehicle and boosts an output voltage of a battery 200. The booster device includes a booster circuit 100 that operates when restarting after idle stopping and converts an input voltage into a predetermined output voltage and a bypass line 180 that maintains a non-conductive state when restarting after idle stopping, maintains a conductive state except when restarting and supplies electric power from the input side to the output side of the booster circuit 100 not through the booster circuit 100.

Description

本発明は、アイドルストップ車両に搭載されてバッテリの出力電圧を昇圧する昇圧装置に関する。   The present invention relates to a booster that is mounted on an idle stop vehicle and boosts the output voltage of a battery.

従来から、アイドルストップ車両に搭載されて、アイドルストップ後の再起動時にバッテリの出力電圧を昇圧して各種の電気負荷に電力を供給する昇圧装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この昇圧装置は、昇圧回路の後段に接続されたスイッチング素子と、昇圧回路とスイッチング素子に並列に設けられたバックアップラインとを有しており、バックアップラインには逆流防止素子としてのダイオードが挿入されている。この昇圧回路では、昇圧回路やスイッチング素子に異常が生じたときに、バックアップラインを通して電力が供給されるようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a booster device that is mounted on an idle stop vehicle and boosts an output voltage of a battery and supplies electric power to various electric loads when restarting after the idle stop (see, for example, Patent Document 1). ). This boosting device has a switching element connected to a subsequent stage of the boosting circuit, and a backup line provided in parallel to the boosting circuit and the switching element, and a diode as a backflow prevention element is inserted in the backup line. ing. In this booster circuit, when an abnormality occurs in the booster circuit or the switching element, power is supplied through the backup line.

また、従来から、直流電源から出力される太陽光電圧が所定の電圧以下のときにチョッパ回路を通して昇圧を行い、太陽光電圧が所定の電圧を超えるとリレーからなるバイパス回路を通した電圧を出力するようにした構成が記載されている（例えば、特許文献２参照。）。   Also, conventionally, when the solar voltage output from the DC power source is below a predetermined voltage, the voltage is boosted through a chopper circuit, and when the solar voltage exceeds a predetermined voltage, a voltage is output through a bypass circuit consisting of a relay. The structure made to do is described (for example, refer patent document 2).

特開２００８−３０１６０４号公報（第３−５頁、図１−３）JP 2008-301604 A (page 3-5, FIG. 1-3) 特開２００６−２３８６２９号公報（第３−６頁、図１−７）JP 2006-238629 A (page 3-6, FIG. 1-7)

ところで、特許文献１の昇圧装置では、異常発生時のみバックアップラインを通した電力供給が行われ、正常時には昇圧装置を通した電力供給が行われる。この昇圧装置は、アイドルストップ後の再起動時に昇圧動作を行うものであるため、この再起動時以外には昇圧動作が行われない。このような再起動時以外であっても、正常時においては昇圧装置を通して電力供給が行われることになるため、損失が大きいという問題があった。特に、アイドルストップ車両においては、再起動時に比べて再起動時以外の割合が大きいため、昇圧装置における損失も無視できない。   By the way, in the booster of Patent Document 1, power is supplied through the backup line only when an abnormality occurs, and power is supplied through the booster when normal. Since the booster performs a boosting operation at the time of restart after the idle stop, the boosting operation is not performed except at the time of restarting. Even at times other than such a restart, there is a problem that the loss is large because power is supplied through the booster in a normal state. In particular, in an idle stop vehicle, since the percentage other than at the time of restart is larger than at the time of restart, the loss in the booster cannot be ignored.

また、特許文献２の構成では、チョッパ回路の入力電圧に応じて、このチョッパ回路と並列接続されたバイパス回路を通すか否か（オン／オフ）を切り替えている。ところが、アイドルストップ車両に搭載した昇圧装置を考えた場合には、アイドルストップ後の再起動時に昇圧装置を動作させる必要があり、昇圧装置動作中に入力電圧（バッテリ電圧）がスタータの動作に伴って大きくしかも急激に変化することになるため、入力電圧に応じてバイパス回路のオン／オフを切り替えることはできず、特許文献２の構成をアイドルストップ車両の昇圧装置に適用することはできない。   In the configuration of Patent Document 2, whether or not to pass a bypass circuit connected in parallel with the chopper circuit (ON / OFF) is switched according to the input voltage of the chopper circuit. However, when considering a booster mounted on an idle stop vehicle, it is necessary to operate the booster at the time of restart after the idle stop, and the input voltage (battery voltage) is accompanied by the starter operation during the booster operation. Therefore, the bypass circuit cannot be turned on / off in accordance with the input voltage, and the configuration of Patent Document 2 cannot be applied to the booster for an idle stop vehicle.

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、アイドルストップ車両に搭載されて少ない損失で電力を供給することができる昇圧装置を提供することにある。   The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a booster device that is mounted on an idle stop vehicle and can supply power with a small loss.

上述した課題を解決するために、本発明の昇圧装置は、アイドルストップ車両に搭載されてバッテリの出力電圧を昇圧する昇圧装置において、アイドルストップ後の再起動時に動作し、入力電圧を所定の出力電圧に変換する昇圧回路と、アイドルストップ後の再起動時に非導通状態を維持し、再起動時以外のときに導通状態を維持して昇圧回路の入力側から出力側へ昇圧回路を通さずに電力を供給するバイパスラインとを備えている。   In order to solve the above-described problems, a booster according to the present invention is mounted on an idle stop vehicle and boosts the output voltage of a battery. The booster operates when restarting after an idle stop and outputs an input voltage to a predetermined output. Boost circuit that converts to voltage and maintains non-conducting state when restarting after idle stop and maintains conducting state when not restarting, without passing the boosting circuit from the input side to the output side of the boosting circuit And a bypass line for supplying electric power.

アイドルストップ後の再起動時のみ昇圧回路を通した電力供給を行い、再起動時以外の期間においてバイパスラインを通した電力供給を行うことにより、アイドルストップ車両における昇圧装置での損失を少なくすることができる。   Reduce the loss in the booster in idle stop vehicles by supplying power through the booster circuit only during restart after idle stop and supplying power through the bypass line during periods other than restart Can do.

また、上述したバイパスラインは、昇圧回路の動作時に電力の供給を遮断し、昇圧回路の非動作時に電力の供給を可能にするスイッチング素子を有することが望ましい。バイパスラインによる電力供給／遮断をスイッチング素子を用いて行うことにより、簡単な構成で昇圧回路よりも低損失のバイパスラインを容易に実現することができる。   In addition, the above-described bypass line desirably has a switching element that cuts off the supply of power when the booster circuit is in operation and enables the supply of power when the booster circuit is not in operation. By performing power supply / cutoff by the bypass line using the switching element, a bypass line with a simple configuration and lower loss than the booster circuit can be easily realized.

また、上述した昇圧回路は、バイパスラインが非導通状態のときに動作し、バイパスラインが導通状態のときに動作を停止することが望ましい。バイパスラインを通して電力供給を行っている間、昇圧回路の動作を停止することで、昇圧装置の動作に伴う電力消費を少なくすることができる。   Further, it is desirable that the booster circuit described above operates when the bypass line is in a non-conductive state and stops operating when the bypass line is in a conductive state. By stopping the operation of the booster circuit while supplying power through the bypass line, power consumption associated with the operation of the booster can be reduced.

また、上述したスイッチング素子は、ＭＯＳ−ＦＥＴであることが望ましい。ＭＯＳ−ＦＥＴをスイッチング素子として用いることにより、ダイオード等を用いる場合に比べて損失を少なくすることができる。   Further, the switching element described above is preferably a MOS-FET. By using a MOS-FET as a switching element, loss can be reduced as compared with the case where a diode or the like is used.

また、上述したＭＯＳ−ＦＥＴは、ドレイン・ソース間に形成される寄生ダイオードのアノードが昇圧回路の入力側に、カソードを昇圧回路の出力側になるように接続されることが望ましい。これにより、昇圧回路動作時にＭＯＳ−ＦＥＴを介して電流が昇圧回路の出力側から入力側に逆流することを防止することができる。   In the above-described MOS-FET, it is desirable that the anode of the parasitic diode formed between the drain and the source is connected so that the anode is on the input side of the booster circuit and the cathode is on the output side of the booster circuit. Thereby, it is possible to prevent the current from flowing backward from the output side of the booster circuit to the input side via the MOS-FET during the booster circuit operation.

また、上述したスイッチング素子手段は、制御信号によってオンオフが制御可能なリレーであることが望ましい。リレーをスイッチング素子として用いることにより、導通状態と非導通状態を相互に切り替え可能なバイパスラインを容易に構成することができる。   The switching element means described above is preferably a relay whose on / off can be controlled by a control signal. By using the relay as a switching element, a bypass line that can be switched between a conductive state and a non-conductive state can be easily configured.

また、上述したリレーは、制御信号が入力されない非動作時にオンになり、制御信号が入力された動作時にオフになることが望ましい。これにより、ほとんどの期間を占める非動作状態においてバイパスラインを通して電力供給を行うことになり、昇圧装置の動作に伴う電力消費を少なくすることができる。   The relay described above is preferably turned on when the control signal is not input and is turned off when the control signal is input. As a result, power is supplied through the bypass line in the non-operating state that occupies most of the period, and the power consumption accompanying the operation of the booster can be reduced.

また、上述した昇圧回路を通した電力の供給と、バイパスラインを通した電力の供給とを切り替える切替制御部をさらに備え、切替制御部は、アイドルストップ後の再起動時にスタータを動作させるために用いられる起動信号が出力されたときに、昇圧回路を通した電力の供給に切り替え、起動信号が出力されないときに、バイパスラインを通した電力の供給に切り替えることが望ましい。スタータの起動信号を用いることにより、電力供給路としてのバイパスラインと昇圧回路の切り替えを、複雑な処理や回路を用いることなく容易に行うことができる。   Further, it further includes a switching control unit that switches between power supply through the booster circuit and power supply through the bypass line, and the switching control unit operates the starter at the time of restart after the idle stop. It is desirable to switch to power supply through a booster circuit when a start signal to be used is output, and to switch to power supply through a bypass line when the start signal is not output. By using the starter start signal, switching between the bypass line as the power supply path and the booster circuit can be easily performed without using complicated processing and circuits.

また、上述した昇圧回路は、スイッチング素子を含むスイッチングコンバータと、スイッチング素子をオンオフ制御する昇圧制御部とを備えており、昇圧制御部は、切替制御部の動作を行うことが望ましい。これにより、切替制御部を新たに追加する必要がないため、構成の簡略化が可能となる。   Further, the booster circuit described above includes a switching converter including a switching element and a booster control unit that controls on / off of the switching element, and the booster control unit preferably operates as a switching controller. Thereby, since it is not necessary to newly add a switching control unit, the configuration can be simplified.

一実施形態の昇圧装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pressure | voltage rise apparatus of one Embodiment. 一実施形態の昇圧装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pressure | voltage rise apparatus of one Embodiment.

以下、本発明を適用した一実施形態の昇圧装置について、図面を参照しながら説明する。図１および図２は、一実施形態の昇圧装置の構成を示す図である。図１および図２に示すように、本実施形態の昇圧装置１０は、昇圧回路１００とバイパスライン１８０とを備えている。この昇圧装置１０は、アイドルストップ車両に搭載されてアイドルストップ後の再起動時にバッテリ２００の出力電圧を昇圧して負荷２１０に動作電力を供給する。   Hereinafter, a booster according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are diagrams illustrating a configuration of a booster device according to an embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, the booster device 10 of this embodiment includes a booster circuit 100 and a bypass line 180. The booster 10 is mounted on an idle stop vehicle and boosts the output voltage of the battery 200 to supply operating power to the load 210 when restarting after an idle stop.

昇圧回路１００は、互いに並列接続されて駆動される４つのコンバータ部１１０、１２０、１３０、１４０と、２つのコンデンサ１５０、１５２と、４つのコンバータ部１１０〜１４０のそれぞれのスイッチング動作を別々に制御する４つの駆動信号を生成する昇圧制御部１７０とを含んで構成されている。一方のコンデンサ１５０は、入力側においてバッテリ２００に並列に接続される。他方のコンデンサ１５２は、出力側において負荷２１０に並列に接続される。   Boost circuit 100 separately controls the switching operations of four converter units 110, 120, 130, 140, two capacitors 150, 152, and four converter units 110-140 that are driven in parallel with each other. And a step-up controller 170 that generates four drive signals. One capacitor 150 is connected in parallel to the battery 200 on the input side. The other capacitor 152 is connected in parallel to the load 210 on the output side.

コンバータ部１１０は、リアクトル１１２、ダイオード１１４、ＭＯＳ−ＦＥＴ１１６を備えている。同様に、コンバータ部１２０は、リアクトル１２２、ダイオード１２４、ＭＯＳ−ＦＥＴ１２６を備えている。コンバータ部１３０は、リアクトル１３２、ダイオード１３４、ＭＯＳ−ＦＥＴ１３６を備えている。コンバータ部１４０は、リアクトル１４２、ダイオード１４４、ＭＯＳ−ＦＥＴ１４６を備えている。このように、４つのコンバータ部１１０〜１４０のそれぞれは同じ構成を有しており、以下ではコンバータ部１１０について詳細に説明し、他のコンバータ部１２０等については詳細な説明を省略する。   The converter unit 110 includes a reactor 112, a diode 114, and a MOS-FET 116. Similarly, the converter unit 120 includes a reactor 122, a diode 124, and a MOS-FET 126. The converter unit 130 includes a reactor 132, a diode 134, and a MOS-FET 136. The converter unit 140 includes a reactor 142, a diode 144, and a MOS-FET 146. Thus, each of the four converter units 110 to 140 has the same configuration, and in the following, the converter unit 110 will be described in detail, and detailed description of the other converter units 120 and the like will be omitted.

リアクトル１１２とダイオード１１４によって直列回路が形成されており、この直列回路の一方の端部（リアクトル１１２の一方端）が入力端子に、他方の端部（ダイオード１１４のカソード側）が出力端子に接続されている。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ１１６は、スイッチング素子であって、一方端（ドレイン側）がリアクトル１１２とダイオード１１４の接続点に接続され、他方端（ソース側）が接地されている。また、ゲートが昇圧制御部１７０に接続されており、昇圧制御部１７０から出力される駆動信号によってＭＯＳ−ＦＥＴ１１６のスイッチング動作が制御される。このコンバータ部１１０と出力側に接続されたコンデンサ１５２によって１フェーズの昇圧型コンバータ（スイッチングコンバータ）が形成されている。   A series circuit is formed by the reactor 112 and the diode 114, and one end of the series circuit (one end of the reactor 112) is connected to the input terminal, and the other end (the cathode side of the diode 114) is connected to the output terminal. Has been. The MOS-FET 116 is a switching element, and one end (drain side) is connected to the connection point of the reactor 112 and the diode 114, and the other end (source side) is grounded. The gate is connected to the boost control unit 170, and the switching operation of the MOS-FET 116 is controlled by the drive signal output from the boost control unit 170. The converter unit 110 and the capacitor 152 connected to the output side form a one-phase boost converter (switching converter).

昇圧制御部１７０は、負荷２１０の大きさ等に基づいて、動作フェーズ数を決定する。具体的には、制御部１７０は、出力負荷の大小に応じて、コンバータ部１１０〜１４０の中で使用するコンバータ部の数を決定する。例えば、出力負荷の大小が４つのレベルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（Ａが最も大きく、Ｄが最も小さい）に分類されている。   The boost control unit 170 determines the number of operation phases based on the size of the load 210 and the like. Specifically, the control unit 170 determines the number of converter units to be used in the converter units 110 to 140 according to the output load. For example, the magnitude of the output load is classified into four levels A, B, C, and D (A is the largest and D is the smallest).

出力負荷レベルがＡのときに、昇圧制御部１７０は、４つのコンバータ部１１０〜１４０の全てを使用して動作するように、これら４つのコンバータ部１１０〜１４０のそれぞれを制御する４つの駆動信号を生成して出力する。また、出力負荷レベルがＢのときに、昇圧制御部１７０は、３つのコンバータ部１１０〜１３０を使用して動作するように、これら３つのコンバータ部１１０〜１３０のそれぞれを制御する３つの駆動信号を生成して出力する。また、出力負荷レベルがＣのときに、昇圧制御部１７０は、２つのコンバータ部１１０、１２０を使用して動作するように、これら２つのコンバータ部１１０、１２０のそれぞれを制御する２つの駆動信号を生成して出力する。また、出力負荷レベルがＤのときに、昇圧制御部１７０は、１つのコンバータ部１１０を使用して動作するように、このコンバータ部１１０を制御する１つの駆動信号を生成して出力する。   When the output load level is A, the boost control unit 170 controls each of the four converter units 110 to 140 so as to operate using all of the four converter units 110 to 140. Is generated and output. In addition, when the output load level is B, the boost control unit 170 controls the three drive units 110 to 130 so as to operate using the three converter units 110 to 130. Is generated and output. In addition, when the output load level is C, the boost control unit 170 controls two of the two converter units 110 and 120 so as to operate using the two converter units 110 and 120. Is generated and output. Further, when the output load level is D, the boost control unit 170 generates and outputs one drive signal for controlling the converter unit 110 so as to operate using the single converter unit 110.

また、昇圧制御部１７０は、各動作フェーズの動作タイミングを動作フェーズ数にあわせて切り替える。具体的には、昇圧制御部１７０は、出力負荷の大小に応じて使用されるコンバータ部の各駆動タイミング（制御タイミング）が等間隔となるように、複数の駆動信号の互いの位相差を設定する。   The boost control unit 170 switches the operation timing of each operation phase according to the number of operation phases. Specifically, the boost control unit 170 sets the phase difference between the plurality of drive signals so that each drive timing (control timing) of the converter unit used according to the output load is equally spaced. To do.

本実施形態の昇圧装置１０では、上述した昇圧回路１００と並列接続されたバイパスライン１８０が設けられている。このバイパスライン１８０には、昇圧回路１００の動作時にバイパスライン１８０を通した電力の供給を遮断し、昇圧回路１００の非動作時にバイパスライン１８０を通した電力の供給を可能にするスイッチング素子としてのＭＯＳ−ＦＥＴ１８０Ａが備わっている。このＭＯＳ−ＦＥＴ１８０Ａのドレイン・ソース間に形成される寄生ダイオードは、アノードが昇圧回路１００の入力側（バッテリ２００側）、カソードが昇圧回路１００の出力側（負荷２１０側）となるように接続されている。ＭＯＳ−ＦＥＴ１８０Ａは、昇圧制御部１７０によってオンオフ制御される。   In the booster 10 of the present embodiment, a bypass line 180 connected in parallel with the booster circuit 100 described above is provided. The bypass line 180 serves as a switching element that cuts off the supply of power through the bypass line 180 when the booster circuit 100 is operating and enables the supply of power through the bypass line 180 when the booster circuit 100 is not operating. A MOS-FET 180A is provided. The parasitic diode formed between the drain and source of the MOS-FET 180A is connected such that the anode is on the input side (battery 200 side) of the booster circuit 100 and the cathode is on the output side (load 210 side) of the booster circuit 100. ing. The MOS-FET 180A is ON / OFF controlled by the boost control unit 170.

本実施形態の昇圧装置１０はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。昇圧装置１０が搭載された車両には、アイドルストップ動作を制御するアイドルストップシステム（ＩＳＳ）３００と、イグニッションスイッチがオンされたときやアイドルストップ後の再起動時にエンジン（図示せず）を回転させるスタータ３１０とが備わっている。   The booster device 10 of the present embodiment has such a configuration, and the operation thereof will be described next. In a vehicle equipped with the booster 10, an idle stop system (ISS) 300 that controls the idle stop operation and an engine (not shown) are rotated when the ignition switch is turned on or restarted after the idle stop. A starter 310 is provided.

アイドルストップ後の再起動時には、アイドルストップシステム３００からスタータ３１０にスタータ起動信号（特許請求の範囲における「起動信号」に対応する）が送られ、スタータ３１０が起動されてエンジンのクランキングが行われる。このスタータ起動信号は、昇圧装置１０内の昇圧回路１００に備わった昇圧制御部１７０にも入力されている。昇圧制御部１７０は、スタータ昇圧信号が入力されると、昇圧回路１００の動作（コンバータ部１１０等を用いた昇圧動作）を開始する。以後、スタータ３１０にバッテリ２００から大電流が流れてバッテリ電圧が低下してもこの低下したバッテリ電圧が昇圧されて昇圧回路１００の出力電圧が一定に維持される。このとき、バイパスライン１８０のＭＯＳ−ＦＥＴ１８０Ａはオフされており、昇圧回路１００を通した電力供給が行われる。図２では、昇圧回路１００を通した電力の供給経路が矢印Ｂで示されている。   When restarting after an idle stop, a starter activation signal (corresponding to the “activation signal” in the claims) is sent from the idle stop system 300 to the starter 310, and the starter 310 is activated to crank the engine. . This starter activation signal is also input to the boost control unit 170 provided in the booster circuit 100 in the booster 10. When the starter boost signal is input, the boost controller 170 starts the operation of the booster circuit 100 (a boost operation using the converter 110 or the like). Thereafter, even if a large current flows from the battery 200 to the starter 310 and the battery voltage decreases, the decreased battery voltage is boosted and the output voltage of the booster circuit 100 is maintained constant. At this time, the MOS-FET 180A of the bypass line 180 is turned off, and power supply through the booster circuit 100 is performed. In FIG. 2, the power supply path through the booster circuit 100 is indicated by an arrow B.

一方、アイドルストップ後の再起動時以外については、アイドルストップシステム３００からはスタータ起動信号が出力されない。この場合には、昇圧制御部１７０の昇圧のための制御動作は行われず、昇圧回路１００の動作は停止状態となる。また、昇圧回路１００の動作が停止状態にあるときに、昇圧制御部１７０は、バイパスライン１８０のＭＯＳ−ＦＥＴ１８０Ａをオンする。これにより、アイドルストップ後の再起動時以外については、バイパスライン１８０を通した電力供給が行われる。図１では、バイパスライン１８０を通した電力の供給経路が矢印Ａで示されている。   On the other hand, the starter start signal is not output from the idle stop system 300 except when restarting after the idle stop. In this case, the control operation for boosting by the boosting control unit 170 is not performed, and the operation of the boosting circuit 100 is stopped. Further, when the operation of the booster circuit 100 is in a stopped state, the booster controller 170 turns on the MOS-FET 180A of the bypass line 180. Thus, power is supplied through the bypass line 180 except when restarting after an idle stop. In FIG. 1, the power supply path through the bypass line 180 is indicated by an arrow A.

このように、本実施形態の昇圧装置１０では、アイドルストップ後の再起動時のみ昇圧回路１００を通した電力供給を行い、再起動時以外の期間においてバイパスライン１８０を通した電力供給を行うことにより、アイドルストップ車両における昇圧装置１０での損失を少なくすることができる。   As described above, in the booster device 10 of the present embodiment, power is supplied through the booster circuit 100 only at the time of restart after the idle stop, and power is supplied through the bypass line 180 in a period other than the time of restart. Thus, the loss in the booster 10 in the idle stop vehicle can be reduced.

また、バイパスライン１８０は、昇圧回路１００の動作時にバイパスライン１８０を通した電力の供給を遮断し、昇圧回路１００の非動作時にバイパスライン１８０を通した電力の供給を可能にするＭＯＳ−ＦＥＴ１８０Ａを含んで構成されており、このような簡単な構成で昇圧回路１００よりも低損失のバイパスライン１８０を容易に実現することができる。   Further, the bypass line 180 includes a MOS-FET 180A that cuts off the power supply through the bypass line 180 when the booster circuit 100 is in operation and enables the power supply through the bypass line 180 when the booster circuit 100 is not in operation. The bypass line 180 having a lower loss than that of the booster circuit 100 can be easily realized with such a simple configuration.

また、昇圧回路１００は、バイパスライン１８０が非導通状態のときに昇圧動作し、バイパスライン１８０が導通状態のときに昇圧動作を停止するようになっており、バイパスライン１８０を通して電力供給を行っている間、昇圧回路１００の動作を停止することで、昇圧装置１０の動作に伴う電力消費を少なくすることができる。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ１８０Ａをスイッチング素子として用いることにより、ダイオード等を用いる場合に比べて損失を少なくすることができる。さらに、ＭＯＳ−ＦＥＴ１８０Ａは、ドレイン・ソース間に形成される寄生ダイオードのアノードが昇圧回路１００の入力側に、カソードを昇圧回路１００の出力側になるように接続されているため、昇圧回路１００動作時にＭＯＳ−ＦＥＴ１８０Ａを介して電流が昇圧回路１００の出力側から入力側に逆流することを、特別な構成を追加することなく防止することができる。   The booster circuit 100 performs a boost operation when the bypass line 180 is in a non-conductive state, and stops the boost operation when the bypass line 180 is in a conductive state. In the meantime, by stopping the operation of the booster circuit 100, the power consumption accompanying the operation of the booster 10 can be reduced. Further, by using the MOS-FET 180A as a switching element, loss can be reduced as compared with the case where a diode or the like is used. Further, the MOS-FET 180A is connected so that the anode of the parasitic diode formed between the drain and the source is connected to the input side of the booster circuit 100 and the cathode is the output side of the booster circuit 100. It is possible to prevent the current from flowing backward from the output side of the booster circuit 100 to the input side through the MOS-FET 180A without adding a special configuration.

また、スタータ起動信号を用いて、電力供給路としてのバイパスライン１８０と昇圧回路１００の切り替えを行うことにより、複雑な処理や回路を用いることなくこの切替制御を容易に行うことができる。   Further, by using the starter activation signal to switch between the bypass line 180 as the power supply path and the booster circuit 100, this switching control can be easily performed without using complicated processing and circuits.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、出力負荷の大小にあわせて動作フェーズ数を決定したが、出力負荷の大きさにかかわらず動作フェーズ数が固定されている昇圧回路を用いるようにしてもよい。また、動作フェーズ数が４の昇圧回路１００を用いたが、動作フェーズ数が４以外のマルチフェーズ型あるいは動作フェーズ数が１のシングルフェーズ型の昇圧回路を用いるようにしてもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, in the above-described embodiment, the number of operation phases is determined according to the size of the output load. However, a booster circuit in which the number of operation phases is fixed regardless of the size of the output load may be used. Further, although the booster circuit 100 having four operation phases is used, a multiphase type other than four operation phases or a single phase type booster circuit having one operation phase may be used.

また、上述した実施形態の昇圧回路１００では、複数のコンバータ部に対応して１つのコンデンサ１５０および１つのコンデンサ１５２を用いたが、これらのコンデンサ１５０、１５２のそれぞれを複数個のコンデンサによって形成したり、複数のコンバータ部のそれぞれの内部に個別のコンデンサを設けるようにしてもよい。   In the booster circuit 100 of the above-described embodiment, one capacitor 150 and one capacitor 152 are used corresponding to a plurality of converter units. However, each of these capacitors 150 and 152 is formed by a plurality of capacitors. Alternatively, individual capacitors may be provided inside each of the plurality of converter units.

また、上述した実施形態では、ダイオード１１４等を用いたが、このダイオードをスイッチング素子（例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ）に置き換えるようにしてもよい。この場合には、制御部１７０は、このスイッチング素子のオン／オフタイミングがＭＯＳ−ＦＥＴ１１６等のオン／オフタイミングと反対になるように制御する必要がある。   In the above-described embodiment, the diode 114 or the like is used. However, this diode may be replaced with a switching element (for example, a MOS-FET). In this case, the control unit 170 needs to control the on / off timing of the switching element to be opposite to the on / off timing of the MOS-FET 116 or the like.

また、上述した実施形態では、昇圧制御部１７０によって昇圧回路１００による昇圧動作の制御と、昇圧回路１００とバイパスライン１８０の切替制御の両方を行うようにしたが、切替制御の機能を分離し、切替制御を行う切替制御部を昇圧装置１０の内部あるいは外部に備えるようにしてもよい。この切替制御部は、アイドルストップシステム３００内に備えるようにしてもよい。あるいは、アイドルストップシステム３００から出力されるスタータ起動信号をバイパスライン１８０のＭＯＳ−ＦＥＴ１８０Ａに直接入力して、あるいはＭＯＳ−ＦＥＴ１８０Ａを駆動するドライバを追加してこれにスタータ起動信号を入力し、切替制御部を省略するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the boost control unit 170 performs both the boost operation control by the boost circuit 100 and the switching control of the boost circuit 100 and the bypass line 180. However, the switching control function is separated, A switching control unit that performs switching control may be provided inside or outside the booster 10. This switching control unit may be provided in the idle stop system 300. Alternatively, a starter activation signal output from the idle stop system 300 is directly input to the MOS-FET 180A of the bypass line 180, or a driver for driving the MOS-FET 180A is added and a starter activation signal is input thereto, thereby switching control. You may make it abbreviate | omit a part.

また、上述した実施形態では、アイドルストップシステム３００から出力されるスタータ起動信号を用いて昇圧回路１００とバイパスライン１８０の切り替えを行ったが、スタータ起動信号と同等の信号を制御装置（エンジンＥＣＵ等）で生成し、この信号を用いて昇圧回路１００とバイパスライン１８０の切り替えを行うようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the booster circuit 100 and the bypass line 180 are switched using the starter activation signal output from the idle stop system 300. However, a signal equivalent to the starter activation signal is transmitted to the control device (engine ECU or the like). ) And the booster circuit 100 and the bypass line 180 may be switched using this signal.

また、上述した実施形態では、バイパスライン１８０に備わったスイッチング素子としてＭＯＳ−ＦＥＴ１８０Ａを用いたが、他のスイッチング素子を用いるようにしてもよい。例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ１８０Ａに代えて、制御信号によってオンオフが制御可能なリレーを用いるようにしてもよい。リレーをスイッチング素子として用いる場合であっても、導通状態と非導通状態を相互に切り替え可能なバイパスライン１８０を容易に構成することができる。   In the above-described embodiment, the MOS-FET 180A is used as the switching element provided in the bypass line 180, but another switching element may be used. For example, instead of the MOS-FET 180A, a relay that can be turned on / off by a control signal may be used. Even when the relay is used as a switching element, the bypass line 180 capable of switching between a conductive state and a non-conductive state can be easily configured.

また、リレーを用いる場合には、制御信号が入力されない非動作時（例えば、可動接点とこれを可動する電磁石とが備わっている場合に、電磁石に電流が流れていない状態）にオンになり、制御信号が入力された動作時（電磁石に電流が流れている状態）にオフになるように配線することが望ましい。これにより、ほとんどの期間を占める非動作状態においてバイパスライン１８０を通して電力供給を行うことになり、昇圧装置１０の動作に伴う電力消費を少なくすることができる。   In addition, when using a relay, it is turned on when no control signal is input (for example, when a movable contact and an electromagnet that moves the movable contact are provided, no current flows through the electromagnet), It is desirable to perform wiring so as to be turned off at the time of operation in which a control signal is input (a state in which current flows through the electromagnet). As a result, power is supplied through the bypass line 180 in a non-operating state that occupies most of the period, and power consumption associated with the operation of the booster 10 can be reduced.

上述したように、本発明によれば、アイドルストップ後の再起動時のみ昇圧回路１００を通した電力供給を行い、再起動時以外の期間においてバイパスライン１８０を通した電力供給を行うことにより、アイドルストップ車両における昇圧装置１０での損失を少なくすることができる。   As described above, according to the present invention, power is supplied through the booster circuit 100 only at the time of restart after idle stop, and power is supplied through the bypass line 180 in a period other than at the time of restart, Loss in the booster 10 in the idle stop vehicle can be reduced.

１０ 昇圧装置
１００ 昇圧回路
１１０、１２０、１３０、１４０ コンバータ部
１１２、１２２、１３２、１４２ リアクトル
１１４、１２４、１３４、１４４ ダイオード
１１６、１２６、１３６、１４６、１８０Ａ ＭＯＳ−ＦＥＴ
１５０、１５２ コンデンサ
１７０ 昇圧制御部
１８０ バイパスライン
２００ 電源
２１０ 負荷
３００ アイドルストップシステム（ＩＳＳ）
３１０ スタータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Booster device 100 Booster circuit 110,120,130,140 Converter part 112,122,132,142 Reactor 114,124,134,144 Diode 116,126,136,146,180A MOS-FET
150, 152 Capacitor 170 Boost control unit 180 Bypass line 200 Power supply 210 Load 300 Idle stop system (ISS)
310 starter

Claims (9)

アイドルストップ車両に搭載されてバッテリの出力電圧を昇圧する昇圧装置において、
アイドルストップ後の再起動時に動作し、入力電圧を所定の出力電圧に変換する昇圧回路と、
アイドルストップ後の再起動時に非導通状態を維持し、再起動時以外のときに導通状態を維持して前記昇圧回路の入力側から出力側へ前記昇圧回路を通さずに電力を供給するバイパスラインと、
を備えることを特徴とする昇圧装置。 In a booster that is mounted on an idle stop vehicle and boosts the output voltage of the battery,
A booster circuit that operates when restarting after an idle stop and converts the input voltage to a predetermined output voltage;
A bypass line that maintains a non-conductive state at the time of restart after an idle stop and maintains a conductive state at times other than at the time of restart and supplies power without passing through the booster circuit from the input side to the output side of the booster circuit When,
A booster device comprising: 請求項１において、
前記バイパスラインは、前記昇圧回路の動作時に電力の供給を遮断し、前記昇圧回路の非動作時に電力の供給を可能にするスイッチング素子を有することを特徴とする昇圧装置。 In claim 1,
The booster device, wherein the bypass line includes a switching element that cuts off power supply when the booster circuit is in operation and enables power supply when the booster circuit is not in operation. 請求項２において、
前記昇圧回路は、前記バイパスラインが非導通状態のときに動作し、前記バイパスラインが導通状態のときに動作を停止することを特徴とする昇圧装置。 In claim 2,
The booster circuit operates when the bypass line is in a non-conductive state and stops operating when the bypass line is in a conductive state. 請求項２または３において、
前記スイッチング素子は、ＭＯＳ−ＦＥＴであることを特徴とする昇圧装置。 In claim 2 or 3,
The boosting device, wherein the switching element is a MOS-FET. 請求項４において、
前記ＭＯＳ−ＦＥＴは、ドレイン・ソース間に形成される寄生ダイオードのアノードが前記昇圧回路の入力側に、カソードを前記昇圧回路の出力側になるように接続されることを特徴とする昇圧装置。 In claim 4,
2. The booster according to claim 1, wherein the MOS-FET is connected such that an anode of a parasitic diode formed between a drain and a source is connected to an input side of the booster circuit and a cathode is connected to an output side of the booster circuit. 請求項２または３において、
前記スイッチング素子は、制御信号によってオンオフが制御可能なリレーであることを特徴とする昇圧装置。 In claim 2 or 3,
The step-up device according to claim 1, wherein the switching element is a relay whose on / off can be controlled by a control signal. 請求項６において、
前記リレーは、前記制御信号が入力されない非動作時にオンになり、前記制御信号が入力された動作時にオフになることを特徴とする昇圧装置。 In claim 6,
The booster according to claim 1, wherein the relay is turned on when the control signal is not inputted and is turned off when the control signal is inputted, and turned off when the control signal is inputted. 請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記昇圧回路を通した電力の供給と、前記バイパスラインを通した電力の供給とを切り替える切替制御部をさらに備え、
前記切替制御部は、アイドルストップ後の再起動時にスタータを動作させるために用いられる起動信号が出力されたときに、前記昇圧回路を通した電力の供給に切り替え、前記起動信号が出力されないときに、前記バイパスラインを通した電力の供給に切り替えることを特徴とする昇圧装置。 In any one of Claims 1-7,
A switching control unit that switches between power supply through the booster circuit and power supply through the bypass line;
The switching control unit switches to supply of power through the booster circuit when a start signal used for operating the starter is output during restart after an idle stop, and when the start signal is not output. The booster is switched to supply power through the bypass line. 請求項８において、
前記昇圧回路は、スイッチング素子を含むスイッチングコンバータと、前記スイッチング素子をオンオフ制御する昇圧制御部とを備えており、
前記昇圧制御部は、前記切替制御部の動作を行うことを特徴とする昇圧装置。 In claim 8,
The step-up circuit includes a switching converter including a switching element, and a step-up control unit that controls on / off of the switching element,
The step-up control unit performs the operation of the switching control unit.
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