JP2018165080A - 車両電源装置 - Google Patents
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Abstract
Description
請求項3に記載のように、請求項2に記載の車両電源装置において、前記バッテリセンサは、直列接続された複数のバッテリのうちの最も接地側のバッテリの電圧を測定し、前記電子制御ユニットは、複数のバッテリが直列接続された直列回路の総電圧を測定するとよい。
請求項6に記載のように、請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両電源装置において、前記制御部は、バッテリ電圧の低圧化により前記DC/DCコンバータ部による前記補償補機に対するバッテリの電圧の補償ができないときにおいてエンジンのアイドリングストップを禁止する禁止指令を送出するとよい。
エンジンが搭載された車両において、図1に示すように、24Vバッテリ70と、車両ECU80と、補機81と、補償補機82と、スタータモータ83と、オルタネータ84が搭載されている。補機81は、ヒータ等であり、24Vで駆動する。補償補機82は、カーナビ機器、オーディオ機器等であり、24Vで駆動するが、入力電圧が低下するとリセットされてしまうため電圧補償が必要な機器である。
具体的には、DC/DCコンバータ部30は、コイル31と、ダイオード32と、コンデンサ33と、スイッチング素子34とドライブ回路35を有する。コイル31の一端が12V鉛蓄電池72の正極端子と接続され、コイル31の他端はダイオード32のアノードと接続されている。ダイオード32のアノードはスイッチング素子34を介して接地されている。ダイオード32のカソードはコンデンサ33を介して接地されている。ダイオード32のカソードは補償補機82と接続される。スイッチング素子34としてパワーMOSFETが使用され、スイッチング素子34のゲートはドライブ回路35に接続されている。制御部40は、マイコンで構成され、CPU、メモリ等を具備している。制御部40は、ドライブ回路35を介してスイッチング素子34をオンオフ制御する。制御部40は、出力電圧V3が所望の値の24Vとなるようにスイッチング素子34を制御する。これにより、24Vバッテリ70の電圧を昇圧して補償補機82に供給することができるようになっている。
バッテリセンサ60は、直列接続された複数の12V鉛蓄電池71,72のうちの最も接地側の12V鉛蓄電池71の電圧V1を測定しており、その結果は制御部40に送られる。また、制御部40は、24Vバッテリ70の電圧、即ち、複数の鉛蓄電池71,72が直列接続された直列回路の総電圧V2を測定している。制御部40は、総電圧V2から12V鉛蓄電池71の電圧V1を減算(V2−V1)して、12V鉛蓄電池72の電圧を算出する。これにより、12V鉛蓄電池71の電圧V1及び12V鉛蓄電池72の電圧(V2−V1)がモニタできる。このように、12V用のバッテリセンサ60を、接地側の12V鉛蓄電池72のみに取り付け、電圧(他にも電流、温度)を検出するとともに、24Vバッテリ70の電圧はECU20で検出する。
24V車において、一般的に、2個の鉛蓄電池71,72に対して、満充電状態になるように一定電圧で制御される。鉛蓄電池71,72は高SOCで充電効率が低くなるため2個の鉛蓄電池71,72の電圧が満充電により均等化される。しかし、従来の充電制御システムでは回生時に充電を行うため、低SOCで使用する機会が増え、2個の鉛蓄電池71,72が満充電による均等化を図ることができない。即ち、従来、満充電でしか使っておらず、均等化が考えられていなかった。
12V鉛蓄電池用のバッテリセンサ60を接地側の鉛蓄電池71に接続すると、バッテリセンサ60の暗電流により接地側の鉛蓄電池71の電圧のみ低下する。本実施形態では、12V鉛蓄電池用のバッテリセンサ60を用いて、24V充電制御システムを構築し、バッテリセンサ60と同等の暗電流となるようにバランス抵抗(放電抵抗)55をECU20に設置する。そして、車両のイグニッションスイッチのオフ操作に伴うバッテリセンサ60の停止時に、抵抗55を通して鉛蓄電池72を放電することでバッテリセンサ60の暗電流によるアンバランスを低減させることが可能となる。
(1)車両電源装置10の構成として、少なくとも1つのバッテリとしての鉛蓄電池71の電圧を測定するバッテリセンサ60とECU20とを備え、ECU20はDC/DCコンバータ部30と制御部40を有する。制御部40は、エンジンのアイドリングストップからの再始動時に、補償補機82に対する24Vバッテリ電圧を補償するようにDC/DCコンバータ部30を動作させるとともに、バッテリ電圧とエンジン状況に応じて(燃料カット時に回生する場合)、回生動作で駆動され24Vバッテリ70を充電するオルタネータ84を制御する。よって、エンジンECU85の種類を減らしつつ既存車にアイドリングストップシステムを容易に構築することができる。
○ 図2に示すように、バッテリセンサを複数用いて制御してもよい。つまり、バッテリセンサ60に加えてバッテリセンサ100を用いることとし、バッテリセンサ100は、12V鉛蓄電池72の両端子と接続され、12V鉛蓄電池72の電圧V10を測定する。そして、バッテリセンサ60により12V鉛蓄電池71の電圧V1を測定し、バッテリセンサ100により12V鉛蓄電池72の電圧V10を測定する。制御部40は、12V鉛蓄電池71の電圧V1と12V鉛蓄電池72の電圧V10との和(=V1+V10)を、24Vバッテリ70の電圧、即ち、複数の鉛蓄電池71,72が直列接続された直列回路の総電圧とする。なお、図2の場合、バッテリセンサ100はグランドラインと接続されていないので、通信の際にはレベル変換器101を通して制御部40で取り込む。
○ 鉛蓄電池71,72を直列接続したが、鉛蓄電池以外の蓄電池を直列接続してバッテリを構成してもよい。
Claims (6)
- 少なくとも1つのバッテリの電圧を測定するバッテリセンサと、
電子制御ユニットと、
を備え、
前記電子制御ユニットは、前記バッテリからの電力供給にて駆動する補償補機と接続されるDC/DCコンバータ部と、制御部を有し、
前記DC/DCコンバータ部は、バッテリ電圧を変換し前記補償補機へ供給可能に構成され、
前記制御部は、エンジンのアイドリングストップからの再始動時に、前記補償補機に対するバッテリの電圧を補償するように前記DC/DCコンバータ部を動作させるとともに、バッテリの電圧とエンジン状況に応じて、バッテリを充電する発電機を制御することを特徴とする車両電源装置。 - 前記バッテリは、複数のバッテリが直列接続されてなることを特徴とする請求項1に記載の車両電源装置。
- 前記バッテリセンサは、直列接続された複数のバッテリのうちの最も接地側のバッテリの電圧を測定し、
前記電子制御ユニットは、複数のバッテリが直列接続された直列回路の総電圧を測定することを特徴とする請求項2に記載の車両電源装置。 - 直列接続された複数のバッテリのうちの前記バッテリセンサに接続されていないバッテリの両端子間にバランス回路を設けてなることを特徴とする請求項2又は3に記載の車両電源装置。
- 前記バランス回路と並列に暗電流用のバランス抵抗を設けてなることを特徴とする請求項4に記載の車両電源装置。
- 前記制御部は、バッテリ電圧の低圧化により前記DC/DCコンバータ部による前記補償補機に対するバッテリの電圧の補償ができないときにおいてエンジンのアイドリングストップを禁止する禁止指令を送出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両電源装置。
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