JP5134838B2 - Vehicle power supply - Google Patents

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Description

本発明は、例えば電動パワーステアリング装置における高出力の電動モータのように大電流を必要とする負荷を備えた車両に設けられる車両用電源装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle power supply device provided in a vehicle having a load that requires a large current, such as a high-output electric motor in an electric power steering device.

車両の電動パワーステアリング装置においては、ドライバがステアリングホイールに加える手動操舵力を軽減するための補助操舵力を発生する電動モータが設けられており、この電動モータには高出力が要求されることから、バッテリからの電流を昇圧して電動モータに供給する昇圧回路が設けられており、これにより安定した高電圧を得ることができ、且つ入力側の電圧変化の影響を最小限に抑えることができるため、安定した電力供給が可能となり、良好な操舵フィールを得ることが可能になる。   In an electric power steering device for a vehicle, an electric motor for generating an auxiliary steering force for reducing a manual steering force applied to a steering wheel by a driver is provided, and a high output is required for the electric motor. A booster circuit that boosts the current from the battery and supplies it to the electric motor is provided, so that a stable high voltage can be obtained and the influence of the voltage change on the input side can be minimized. Therefore, stable power supply is possible and a good steering feel can be obtained.

このような昇圧回路を車両に設けるにあたっては、電動モータを駆動する電力制御インバータの近傍に昇圧回路を配置した構成（特許文献１参照）や、バッテリの近傍に昇圧回路を配置した構成（特許文献２参照）が知られている。
特開２００４−２７６８４１号公報 特開２００５−２１２６５９号公報 In providing such a booster circuit in a vehicle, a configuration in which a booster circuit is disposed in the vicinity of a power control inverter that drives an electric motor (see Patent Document 1), or a configuration in which a booster circuit is disposed in the vicinity of a battery (Patent Document) 2) is known.
JP 2004-276841 A Japanese Patent Laying-Open No. 2005-212659

しかしながら、前記特許文献１に開示の従来技術では、バッテリと昇圧回路とを結ぶワイヤハーネスの距離が長くなるため、電流が大きくなるのに応じて増大する電気抵抗による電圧低下が顕著になり、負荷の出力を十分に高めることができない不都合が生じる。   However, in the conventional technique disclosed in Patent Document 1, since the distance of the wire harness connecting the battery and the booster circuit becomes long, the voltage drop due to the electrical resistance that increases as the current increases becomes significant, and the load Inconvenience that the output cannot be sufficiently increased occurs.

一方、前記特許文献２に開示の従来技術では、昇圧回路がバッテリの近傍に配置されることで、バッテリと昇圧回路とを結ぶワイヤハーネスの距離が短くなるため、ワイヤハーネスの電気抵抗による電圧低下を低く抑えて、負荷の出力向上を期待し得るものの、各種の部品が密集したエンジンルーム内で、且つバッテリの近傍に昇圧回路ユニットを配置するにはスペース上の制約が大きく、困難な場合が多い。   On the other hand, in the prior art disclosed in Patent Document 2, since the booster circuit is disposed in the vicinity of the battery, the distance of the wire harness connecting the battery and the booster circuit is shortened. Although it can be expected to improve the output of the load while keeping the load low, placing the booster circuit unit in the engine room where various parts are densely located and in the vicinity of the battery has a large space limitation and may be difficult. Many.

また、バッテリには、燃料噴射点火系の電装部品やルームランプ等のその他の電装部品が接続されているが、電動パワーステアリング装置の電動モータに大電流が発生すると、バッテリの電圧が急激に変動することで、ルームランプのちらつき（照度変化）やエンジン回転数の変化が発生して、ドライバに違和感を与えることがある。   The battery is connected to other electrical components such as fuel injection ignition system and room lamps. However, when a large current is generated in the electric motor of the electric power steering device, the battery voltage fluctuates rapidly. By doing so, flickering of the room lamp (change in illuminance) and a change in the engine speed may occur, giving the driver a feeling of strangeness.

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、大電流を必要とする負荷に対して長距離の給電路を介して電力を供給する場合に、負荷の動作電圧を安定化して負荷の出力の向上を図ることができ、また他の電装部品での急激な電圧変動を回避して安定した動作を実現することができるように構成された車両用電源装置を提供することにある。   The present invention has been devised to solve such problems of the prior art, and its main purpose is to supply power via a long-distance feed line to a load that requires a large current. When supplying, the load operating voltage can be stabilized to improve the load output, and stable operation can be realized by avoiding sudden voltage fluctuations in other electrical components. An object of the present invention is to provide a vehicular power supply device.

このような課題を解決するために、本発明による車両用電源装置においては、請求項１に示すとおり、負荷（電動モータ３３）に所要の電力を供給する主バッテリ（１）と、該主バッテリから前記負荷に向かう給電路（ワイヤハーネス２）に接続され、前記主バッテリの電圧よりも高い電圧を放電可能な補助バッテリ（４１）と、該補助バッテリからの給電を制御する補助バッテリ制御手段（コントローラ４３）とを有し、該補助バッテリ制御手段が、前記主バッテリ側から負荷に向かう給電路の電流が増大する大電流時に、前記補助バッテリからの給電を実行させ、前記補助バッテリから前記主バッテリに向かう逆向きの電流を検知した場合に、前記補助バッテリから前記主バッテリに向かう給電を停止するものとした。 In order to solve such a problem, in a vehicle power supply device according to the present invention, as shown in claim 1, a main battery (1) for supplying required power to a load (electric motor 33), and the main battery And an auxiliary battery (41) connected to a power supply path (wire harness 2) from the main battery to the load and capable of discharging a voltage higher than the voltage of the main battery, and an auxiliary battery control means for controlling power supply from the auxiliary battery ( Controller 43), and the auxiliary battery control means executes power feeding from the auxiliary battery when the current in the power feeding path from the main battery side to the load increases, and from the auxiliary battery to the main battery. When a reverse current toward the battery is detected, power feeding from the auxiliary battery toward the main battery is stopped .

これによると、主バッテリ側から負荷に向かう給電路の電流が増大する大電流時に、補助バッテリからの給電を実行させるため、主バッテリ側からの給電路の電流が小さくなり、電気抵抗による電圧低下を小さく抑えることができ、これにより負荷の動作電圧を安定化して、負荷に十分な電力を供給することができるため、負荷の出力の向上を図ることができる。   According to this, since the power supply from the auxiliary battery is executed at the time of large current when the current of the power supply path from the main battery side to the load increases, the current of the power supply path from the main battery side becomes small, and the voltage drops due to electrical resistance. This can stabilize the operating voltage of the load and supply sufficient power to the load, so that the output of the load can be improved.

さらに、主バッテリの放電電流を低減することができるため、主バッテリに接続された他の電装部品（一般負荷）の電圧変動を抑えることができ、これによりルームランプの照度のちらつきやエンジン回転数の変化などの不具合を回避することができる。   Furthermore, since the discharge current of the main battery can be reduced, voltage fluctuations of other electrical components (general loads) connected to the main battery can be suppressed, which can cause flickering of room lamp illuminance and engine speed. It is possible to avoid problems such as changes.

この場合、主バッテリ側から負荷に向かう給電路の電流を検出する電流検出手段を設け、この電流検出手段による電流値に基づいて、補助バッテリからの給電を制御する構成が可能である。また、車両に設けられた各種の装置から出力される外部信号に応じて補助バッテリからの給電を行う構成としても良い。このようにすると、適確な電流供給と電流変化に対する追従応答性の向上を図ることが可能になるため、補助バッテリからの無用な電流供給を抑制することができ、結果的に、補助バッテリの消耗を防ぎ、電池容量の最適化と電池の長寿命化及びユニットの小型化を実現することができる。   In this case, it is possible to provide a current detection means for detecting the current in the power supply path from the main battery side to the load, and to control the power supply from the auxiliary battery based on the current value by the current detection means. Moreover, it is good also as a structure which electrically feeds from an auxiliary battery according to the external signal output from the various apparatuses provided in the vehicle. In this way, it becomes possible to improve the follow-up responsiveness to an accurate current supply and current change, so that unnecessary current supply from the auxiliary battery can be suppressed. It is possible to prevent wear and to optimize the battery capacity, extend the battery life, and reduce the size of the unit.

電流検出手段を用いた制御では、電流検出手段による電流値を所定の閾値と比較し、その電流値が閾値を超えた場合に、補助バッテリからの給電を開始するものとすれば良い。これによると、主バッテリ側から負荷に向かう給電路の電流を閾値以下に確実に制限することができる。   In the control using the current detection means, the current value by the current detection means is compared with a predetermined threshold value, and when the current value exceeds the threshold value, power supply from the auxiliary battery may be started. According to this, it is possible to reliably limit the current in the power feeding path from the main battery side to the load to a threshold value or less.

さらに、電流検出手段を用いた制御では、補助バッテリ、補助バッテリ制御手段、及び電流検出手段を１つにまとめて補助電源ユニットとして構成することができ、この場合、主バッテリからの給電線が接続される入力端子と、負荷に向かう給電線が接続される出力端子とを備え、入力端子側の内部給電線に電流検出手段を設ければ、外部との信号の授受を要しない独立した簡素で廉価なシステムにすることが可能である。   Further, in the control using the current detection means, the auxiliary battery, the auxiliary battery control means, and the current detection means can be combined into one auxiliary power unit, and in this case, the power supply line from the main battery is connected. If the current detection means is provided in the internal power supply line on the input terminal side, an independent and simple operation that does not require transmission / reception of signals with the outside is provided. It is possible to make an inexpensive system.

また、外部信号に基づく制御では、負荷としての電動モータなどを制御する負荷制御手段から出力させた給電指示信号を外部信号として補助バッテリ制御手段に入力させれば良く、負荷制御手段では、電流、電圧、トルク及び回転数などの各種の状態量検出手段の出力信号の変動状況から負荷に対する給電量の増大を検知して給電指示信号を出力する。   Further, in the control based on the external signal, the power supply instruction signal output from the load control means for controlling the electric motor or the like as the load may be input to the auxiliary battery control means as an external signal. In the load control means, the current, An increase in the amount of power supplied to the load is detected from the fluctuation state of the output signals of various state quantity detection means such as voltage, torque, and rotation speed, and a power supply instruction signal is output.

また、各種の状態量検出手段から出力される信号を補助バッテリ制御手段に直接入力して、補助バッテリ制御手段において補助バッテリからの給電の要否を判定する構成も可能である。また、補助バッテリ制御手段あるいは外部の制御手段において、車両全体の電装部品やエンジンの動作状況を総合的に勘案して、補助バッテリからの給電の要否を判断するようにしても良い。   Further, it is possible to directly input signals output from various state quantity detection means to the auxiliary battery control means, and to determine whether or not the auxiliary battery control means needs to supply power from the auxiliary battery. Further, the auxiliary battery control means or the external control means may determine whether or not the power supply from the auxiliary battery is necessary by comprehensively considering the electrical components of the entire vehicle and the operation status of the engine.

特に、前記補助バッテリ制御手段が、前記補助バッテリから前記主バッテリに向かう逆向きの電流を検知した場合に、前記補助バッテリから前記主バッテリに向かう給電を停止する構成としたため、補助バッテリの充電電力が無駄に放電されることを避けることができる。 In particular, the auxiliary battery control means, when detecting the reverse current flowing to the main battery from the auxiliary battery, since a configuration for stopping the power supply toward the main battery from the auxiliary battery, the charging electric power of the auxiliary battery Can be prevented from being discharged in vain.

この場合、主バッテリ側から負荷に向かう給電路の電流を検出する電流検出手段により、逆向きの電流を検知すれば良い。   In this case, the current in the reverse direction may be detected by current detection means for detecting the current in the power supply path from the main battery side toward the load.

前記車両用電源装置においては、請求項２に示すとおり、前記補助バッテリが、前記主バッテリ側から負荷に向かう給電路に対して、昇圧及び降圧を行う双方向コンバータ（４２）を介して接続され、前記補助バッテリ制御手段が、前記補助バッテリから前記主バッテリに向かう逆向きの電流を検知した場合に、前記双方向コンバータを制御して前記補助バッテリからの給電を停止する構成とすることができる。これによると、補助バッテリの放電電流を適切な電圧に降圧して給電路に送り込むことができ、また給電路からの電流を昇圧して補助バッテリの充電を行うことができる。さらに、昇圧及び降圧で変圧コイルを兼用することで、昇圧コンバータと降圧コンバータとを併設した構成に比較して、低コスト化及び小型化を図ることができる。 In the vehicle power supply device, as shown in claim 2 , the auxiliary battery is connected to a power supply path from the main battery side to the load via a bidirectional converter (42) that performs step-up and step-down. When the auxiliary battery control means detects a reverse current from the auxiliary battery to the main battery, the auxiliary battery control means can control the bidirectional converter to stop the power supply from the auxiliary battery. . According to this, the discharge current of the auxiliary battery can be stepped down to an appropriate voltage and sent to the power feeding path, and the current from the power feeding path can be boosted to charge the auxiliary battery. Furthermore, by using the transformer coil for both step-up and step-down, the cost and size can be reduced as compared with the configuration in which the step-up converter and the step-down converter are provided side by side.

前記車両用電源装置においては、請求項３に示すとおり、前記補助バッテリ制御手段が、前記補助バッテリからの給電が不要な小電流時に、試験的に前記補助バッテリからの給電を行い、これに応じた負荷側の電流変化に基づいて、前記補助バッテリの動作状態を判定する構成とすることができる。これによると、補助バッテリの動作状態、すなわち補助バッテリが正常に動作するか否かを判定することができるため、信頼性の向上を図ることができる。 In the vehicular power supply device, as shown in claim 3 , the auxiliary battery control means performs the electric power supply from the auxiliary battery on a trial basis when the electric current from the auxiliary battery is not required, and accordingly, The operation state of the auxiliary battery can be determined based on the current change on the load side. According to this, since the operation state of the auxiliary battery, that is, whether or not the auxiliary battery operates normally can be determined, the reliability can be improved.

この場合、補助バッテリからの給電を短時間とすれば、負荷の動作に影響を与えることはない。また、負荷側の電流変化は、負荷側に設けられた電流検出手段の出力変化で検知すれば良い。   In this case, if the power supply from the auxiliary battery is performed for a short time, the load operation is not affected. Further, a change in current on the load side may be detected by a change in output of current detection means provided on the load side.

このように本発明によれば、主バッテリ側から負荷に向かう給電路の電流が増大する大電流時に、補助バッテリからの給電を実行させるため、主バッテリ側からの給電路の電流が小さくなり、電気抵抗による電圧低下を小さく抑えて、負荷の動作電圧を安定化することができ、負荷の出力の向上を図る上で大きな効果が得られる。さらに、主バッテリの放電電流を低減することができるため、主バッテリに接続された他の電装部品の電圧変動を抑えることができ、他の電装部品の安定した動作を実現することができる。   As described above, according to the present invention, in order to execute the power supply from the auxiliary battery at the time of a large current in which the current of the power supply path from the main battery side to the load increases, the current of the power supply path from the main battery side becomes small, The voltage drop due to the electrical resistance can be suppressed to a small level, the load operating voltage can be stabilized, and a great effect can be obtained in improving the load output. Furthermore, since the discharge current of the main battery can be reduced, voltage fluctuations of other electrical components connected to the main battery can be suppressed, and stable operation of the other electrical components can be realized.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明による車両用電源装置が適用された電力供給システムの全体を示すブロック図である。ここでは、主バッテリ１から長寸なワイヤハーネス（給電路）２を介して電動パワーステアリングシステム３に電力が給電され、電動パワーステアリングシステム３の操舵制御ユニット３１の近傍には、補助電源ユニット４が設けられている。   FIG. 1 is a block diagram showing an entire power supply system to which a vehicle power supply device according to the present invention is applied. Here, electric power is supplied from the main battery 1 to the electric power steering system 3 through a long wire harness (feeding path) 2, and the auxiliary power supply unit 4 is located near the steering control unit 31 of the electric power steering system 3. Is provided.

主バッテリ１は、例えば鉛電池からなる。この主バッテリ１には、セルモータ１１が接続されており、主バッテリ１から供給される電力でセルモータ１１が駆動してエンジン（図示せず）を始動する。また主バッテリ１には、エンジンにより駆動される発電機（オルタネータ）１２が整流器（レクチファイア）１３を介して接続されており、発電機１２が発生する電力により主バッテリ１が充電される。さらに主バッテリ１には、電磁リレー１４を介して、燃料噴射点火系の電装部品１５と、ルームランプやヘッドライト等のその他の電装部品１６とが接続されており、各々に電力を供給する。   The main battery 1 is made of, for example, a lead battery. A cell motor 11 is connected to the main battery 1, and the cell motor 11 is driven by electric power supplied from the main battery 1 to start an engine (not shown). Further, a generator (alternator) 12 driven by the engine is connected to the main battery 1 via a rectifier (rectifier) 13, and the main battery 1 is charged with electric power generated by the generator 12. Further, the main battery 1 is connected to an electric component 15 of a fuel injection ignition system and other electric components 16 such as a room lamp and a headlight via an electromagnetic relay 14 and supplies electric power to each.

電動パワーステアリングシステム３は、操舵車輪Ｗを転舵する際に、ステアリングホイール３２の手動操舵力を軽減するための補助操舵力を発生する電動モータ（負荷）３３と、手動操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ３４と、ステアリングホイール３１の回転角を検出する操舵角センサ３５と、操舵制御ユニット３１とを備えている。   The electric power steering system 3 includes an electric motor (load) 33 that generates an auxiliary steering force for reducing the manual steering force of the steering wheel 32 when steering the steering wheel W, and steering that detects manual steering torque. A torque sensor 34, a steering angle sensor 35 that detects the rotation angle of the steering wheel 31, and a steering control unit 31 are provided.

この操舵制御ユニット３１では、操舵トルクセンサ３４及び操舵角センサ３５により取得した操舵トルク及び操舵角などに基づいてモータ電流Ａ０の目標値が算出され、電力制御インバータからなる駆動回路３６において目標値と実電流との偏差が小さくなるように電動モータ３３の電流が制御され、大きな補助操舵力が要求される際には大電流が必要となる。   In the steering control unit 31, a target value of the motor current A0 is calculated based on the steering torque and the steering angle acquired by the steering torque sensor 34 and the steering angle sensor 35, and the target value is calculated by the drive circuit 36 including a power control inverter. When the current of the electric motor 33 is controlled so that the deviation from the actual current is small, and a large auxiliary steering force is required, a large current is required.

補助電源ユニット４は、補助バッテリ４１と、双方向コンバータ４２と、電流検出器４４と、電圧検出器４５と、コントローラ（補助バッテリ制御手段）４３とを備えている。   The auxiliary power unit 4 includes an auxiliary battery 41, a bidirectional converter 42, a current detector 44, a voltage detector 45, and a controller (auxiliary battery control means) 43.

この補助電源ユニット４は、主バッテリ１から電動パワーステアリングシステム３に向かう給電路に介装され、大電流を必要とする電動パワーステアリングシステム３のサブ電源として機能するものであり、主バッテリ１からのワイヤハーネス２が接続される入力端子と、電動パワーステアリングシステム３に向かう給電線５が接続される出力端子とを備えており、外部との信号の授受を要しない独立した簡素で廉価なシステムとなっている。   The auxiliary power unit 4 is interposed in a power supply path from the main battery 1 to the electric power steering system 3 and functions as a sub power source of the electric power steering system 3 that requires a large current. Independent, simple and inexpensive system that includes an input terminal to which the wire harness 2 is connected and an output terminal to which the power supply line 5 directed to the electric power steering system 3 is connected, and does not require transmission / reception of signals from / to the outside. It has become.

補助バッテリ４１は、充電が可能な二次電池、例えばリチウムイオン電池からなる。この補助バッテリ４１は、主バッテリ１の電圧（通常１２Ｖ）よりも高い電圧（例えば１６Ｖ）を放電可能となっている。   The auxiliary battery 41 is a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery. The auxiliary battery 41 can discharge a voltage (for example, 16 V) higher than the voltage of the main battery 1 (normally 12 V).

双方向コンバータ４２は、昇圧及び降圧の両方向の電圧変換が可能なＤＣ／ＤＣコンバータであり、主バッテリ１側からの給電線Ｌ１に対する接続点Ｎと補助バッテリ４１との間に介装され、補助バッテリ４１の放電電流を適切な電圧に降圧して接続点Ｎに送り込み、また接続点Ｎからの電流を昇圧して補助バッテリ４１の充電を行う。この双方向コンバータ４２は、昇圧及び降圧で変圧コイルが兼用されているため、昇圧コンバータと降圧コンバータとを併設した構成に比較して、低コスト化及び小型化を図ることができる。   The bidirectional converter 42 is a DC / DC converter capable of voltage conversion in both directions of step-up and step-down, and is interposed between a connection point N for the power supply line L1 from the main battery 1 side and the auxiliary battery 41 to provide auxiliary The discharge current of the battery 41 is stepped down to an appropriate voltage and sent to the connection point N, and the current from the connection point N is stepped up to charge the auxiliary battery 41. Since the bidirectional converter 42 also serves as a transformer coil for step-up and step-down, the cost and size can be reduced as compared with a configuration in which a step-up converter and a step-down converter are provided.

電流検出器４４及び電圧検出器４５はそれぞれ、主バッテリ１側からの給電線Ｌ１、すなわち接続点Ｎより主バッテリ１側の電流Ａ１及び電圧Ｖ１を検出する。   The current detector 44 and the voltage detector 45 detect the current A1 and the voltage V1 on the main battery 1 side from the power supply line L1 from the main battery 1 side, that is, the connection point N, respectively.

コントローラ４３は、補助バッテリ４１からの給電を制御するものであり、特にここでは、主バッテリ１側からの給電線Ｌ１の電流を検出する電流検出器４４の電流値に基づいて、補助バッテリ４１からの給電を制御し、主バッテリ１側からの給電線Ｌ１の電流が増大する大電流時（例えば４０〜５０Ａ以上）に、双方向コンバータ４２を制御して補助バッテリ４１からの給電を実行させる。   The controller 43 controls power supply from the auxiliary battery 41. In particular, the controller 43 controls the power supply from the auxiliary battery 41 based on the current value of the current detector 44 that detects the current of the power supply line L1 from the main battery 1 side. When the current of the power supply line L1 from the main battery 1 side is large (for example, 40 to 50 A or more), the bidirectional converter 42 is controlled to supply power from the auxiliary battery 41.

具体的には、電流検出器４４により検出された電流Ａ１を所定の閾値（例えば５０Ａ）と比較し、その電流Ａ１が閾値（例えば５０Ａ）を超えた場合に、補助バッテリ４１からの給電を開始する。すなわち、小電流時（例えば５０Ａ程度まで）には、主バッテリ１から電力が供給され、大電流時（例えば５０Ａ以上）には、主バッテリ１に加えて補助バッテリ４１からも電力が供給される。   Specifically, the current A1 detected by the current detector 44 is compared with a predetermined threshold (for example, 50A), and when the current A1 exceeds the threshold (for example, 50A), power supply from the auxiliary battery 41 is started. To do. That is, power is supplied from the main battery 1 at a small current (for example, up to about 50 A), and power is also supplied from the auxiliary battery 41 in addition to the main battery 1 at a large current (for example, 50 A or more). .

このとき、双方向コンバータ４２では、主バッテリ１よりも高い電圧を放電可能な補助バッテリ４１の放電電流を、主バッテリ１側からの給電線Ｌ１の電圧を検出する電圧検出器４５の電圧値に基づいて所要の電圧に降圧し、これにより発生したブースト電流Ａ２が接続点Ｎに送り込まれる。   At this time, in the bidirectional converter 42, the discharge current of the auxiliary battery 41 that can discharge a voltage higher than that of the main battery 1 is changed to the voltage value of the voltage detector 45 that detects the voltage of the power supply line L1 from the main battery 1 side. Based on this, the voltage is stepped down to a required voltage, and the boost current A2 generated thereby is sent to the connection point N.

これにより、電動モータ３３の電流Ａ０が増大しても、主バッテリ１側からのワイヤハーネス２に流れる電流Ａ１の上昇が抑制されるため、ワイヤハーネス２での電気抵抗による電圧低下（Ｖ０−Ｖ１）を小さく抑えることができる。このため、電動モータ３３の動作電圧が高くなり、電動モータ３３に十分な電力が供給されるため、電動モータ３３の出力の向上を図ることができる。   Thereby, even if the electric current A0 of the electric motor 33 increases, the increase in the electric current A1 flowing through the wire harness 2 from the main battery 1 side is suppressed, so that the voltage drop (V0−V1) due to the electric resistance in the wire harness 2 is suppressed. ) Can be kept small. For this reason, since the operating voltage of the electric motor 33 is increased and sufficient electric power is supplied to the electric motor 33, the output of the electric motor 33 can be improved.

また、主バッテリ１の放電電流を低減することができるため、主バッテリ１に接続された電装部品１５・１６の電圧変動を抑えることができ、これによりルームランプのちらつきやエンジン回転数の変化などの不具合を回避することができる。   Further, since the discharge current of the main battery 1 can be reduced, voltage fluctuations of the electrical components 15 and 16 connected to the main battery 1 can be suppressed, thereby causing flickering of the room lamp, changes in the engine speed, etc. Can be avoided.

このように電流検出器４４にて主バッテリ１側からの電流を検出して制御するため、適確な電流供給と電流変化に対する追従応答性の向上を図ることが可能になり、補助バッテリ４１からの無用な電流供給を抑制することができ、結果的に、補助バッテリ４１の消耗を防ぎ、電池容量の最適化と電池の長寿命化及びユニットの小型化を実現することができる。   Since the current detector 44 detects and controls the current from the main battery 1 in this way, it is possible to improve the follow-up response to an accurate current supply and current change. As a result, it is possible to prevent the auxiliary battery 41 from being consumed, optimize the battery capacity, extend the battery life, and reduce the size of the unit.

また、この電力供給システムでは、補助バッテリ４１からの給電中に、主バッテリ１側の電圧状況に応じて、補助バッテリ４１から主バッテリ１に向かう逆向きの電流が発生する可能性があり、これを放置すると、補助バッテリ４１の充電電力が無駄に放電される。   Further, in this power supply system, a reverse current from the auxiliary battery 41 to the main battery 1 may be generated according to the voltage state on the main battery 1 side during power feeding from the auxiliary battery 41. If is left, the charging power of the auxiliary battery 41 is discharged wastefully.

そこで、コントローラ４３において、補助バッテリ４１から主バッテリ１に向かう逆向きの電流を検知した場合に、双方向コンバータ４２を制御して補助バッテリ４１からの給電を停止する。このとき、補助バッテリ４１から主バッテリ１に向かう逆向きの電流は、主バッテリ１側からの給電線Ｌ１の電流を検出する電流検出器４４を用いて検知すれば良い。   Therefore, when the controller 43 detects a reverse current from the auxiliary battery 41 to the main battery 1, the bidirectional converter 42 is controlled to stop the power supply from the auxiliary battery 41. At this time, the reverse current from the auxiliary battery 41 to the main battery 1 may be detected by using the current detector 44 that detects the current of the power supply line L1 from the main battery 1 side.

また、この電力供給システムでは、信頼性の向上を図るため、補助バッテリ４１の動作状態、すなわち補助バッテリ４１が正常に動作するか否かの故障判定が行われる。   Further, in this power supply system, in order to improve the reliability, the operation state of the auxiliary battery 41, that is, a failure determination as to whether or not the auxiliary battery 41 operates normally is performed.

すなわち、コントローラ４３において、補助バッテリ４１からの給電が不要な小電流時に、試験的に補助バッテリ４１からの給電を行い、これに応じた電動モータ３３側の電流変化に基づいて、補助バッテリ４１の動作状態を判定する。このとき、補助バッテリ４１からの試験的な給電を短時間で行えば、電動モータ３３の動作に影響を与えることはない。また、電動モータ３３側の電流変化は、操舵制御ユニット３１に設けられた電流検出器３７の出力変化で検知すれば良い。   In other words, in the controller 43, when the current from the auxiliary battery 41 is not necessary, the power is supplied from the auxiliary battery 41 on a trial basis. Based on the current change on the electric motor 33 side according to this, Determine the operating state. At this time, if trial power supply from the auxiliary battery 41 is performed in a short time, the operation of the electric motor 33 is not affected. Further, the current change on the electric motor 33 side may be detected by the output change of the current detector 37 provided in the steering control unit 31.

この動作試験の際には、コントローラ４３において、例えば補助バッテリ４１からの給電を要する大電流時か否かの判定基準となる閾値（例えば５０Ａ）を一時的に低い値に設定変更すれば、コントローラ４３の基本的な制御手順を変更することなく、試験的な補助バッテリ４１からの給電動作を実行させることができる。また、この動作試験は、タイマを用いて定期的に行うようにすると良い。   In this operation test, if the controller 43 temporarily changes the threshold value (for example, 50 A), which is a criterion for determining whether or not there is a large current that requires power supply from the auxiliary battery 41, to a low value, the controller 43 The power supply operation from the experimental auxiliary battery 41 can be executed without changing the basic control procedure of 43. Further, this operation test is preferably performed periodically using a timer.

図２は、本発明による車両用電源装置が適用された電力供給システムの別の例を示すブロック図である。ここでは、電動パワーステアリングシステム３の操舵制御ユニット３１から出力される給電指示信号に応じて、補助電源ユニット４のコントローラ４３が、双方向コンバータ４２を制御して補助バッテリ４１からの給電を行う。   FIG. 2 is a block diagram showing another example of a power supply system to which the vehicle power supply device according to the present invention is applied. Here, the controller 43 of the auxiliary power supply unit 4 controls the bidirectional converter 42 to supply power from the auxiliary battery 41 in accordance with the power supply instruction signal output from the steering control unit 31 of the electric power steering system 3.

操舵制御ユニット３１では、電動モータ３３に対する給電量の増大を検知して給電指示信号を出力する。ここで、電動モータ３３の給電量の増大は、電動モータ３３の電流を検出する電流検出器３６による電流Ａ０が所定の閾値を超えたことで検知すれば良い。また、操舵トルクセンサ３３により検出された操舵トルク、電動モータ３３の回転数、並びに操舵制御ユニット３１の入力電圧などの変動状況に基づいて、電動モータ３３の給電量の増大を検知するようにしても良い。   The steering control unit 31 detects an increase in the amount of power supplied to the electric motor 33 and outputs a power supply instruction signal. Here, the increase in the amount of power supplied to the electric motor 33 may be detected when the current A0 by the current detector 36 that detects the current of the electric motor 33 exceeds a predetermined threshold. Further, an increase in the amount of electric power supplied to the electric motor 33 is detected based on fluctuation conditions such as the steering torque detected by the steering torque sensor 33, the rotation speed of the electric motor 33, and the input voltage of the steering control unit 31. Also good.

なお、電流、電圧、トルク及び回転数などの各種の状態量検出センサから出力される信号を、補助電源ユニット４のコントローラ４３に直接入力して、そのコントローラ４３において補助バッテリ４１からの給電の要否を判定するようにしても良い。また、補助電源ユニット４のコントローラ４３あるいは外部のコントローラにおいて、車両全体の電装部品やエンジンの動作状況を総合的に勘案して、補助バッテリ４１からの給電の要否を判断するようにしても良い。   It should be noted that signals output from various state quantity detection sensors such as current, voltage, torque, and rotational speed are directly input to the controller 43 of the auxiliary power supply unit 4, and the controller 43 requires power supply from the auxiliary battery 41. You may make it determine NO. In addition, the controller 43 of the auxiliary power supply unit 4 or an external controller may determine whether or not the power supply from the auxiliary battery 41 is necessary in consideration of the electrical components of the entire vehicle and the operating status of the engine. .

本発明による車両用電源装置が適用された電力供給システムの全体を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an entire power supply system to which a vehicle power supply device according to the present invention is applied. 本発明による車両用電源装置が適用された電力供給システムの別の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another example of the electric power supply system with which the vehicle power supply device by this invention was applied.

符号の説明Explanation of symbols

１ 主バッテリ
２ ワイヤハーネス（給電路）
３ 電動パワーステアリングシステム
４ 補助電源ユニット
５ ワイヤハーネス
１５・１６ 電装部品
３３ 電動モータ（負荷）
４１ 補助バッテリ
４２ 双方向コンバータ
４３ コントローラ（補助バッテリ制御手段） 1 Main battery 2 Wire harness (power supply path)
3 Electric Power Steering System 4 Auxiliary Power Supply Unit 5 Wire Harnesses 15 and 16 Electrical Components 33 Electric Motor (Load)
41 auxiliary battery 42 bidirectional converter 43 controller (auxiliary battery control means)

Claims (3)

負荷に所要の電力を供給する主バッテリと、
該主バッテリから前記負荷に向かう給電路に接続され、前記主バッテリの電圧よりも高い電圧を放電可能な補助バッテリと、
該補助バッテリからの給電を制御する補助バッテリ制御手段とを有し、
該補助バッテリ制御手段が、前記主バッテリ側から負荷に向かう給電路の電流が増大する大電流時に、前記補助バッテリからの給電を実行させ、前記補助バッテリから前記主バッテリに向かう逆向きの電流を検知した場合に、前記補助バッテリから前記主バッテリに向かう給電を停止することを特徴とする車両用電源装置。 A main battery that supplies the required power to the load;
An auxiliary battery connected to a power supply path from the main battery to the load, and capable of discharging a voltage higher than the voltage of the main battery;
Auxiliary battery control means for controlling power supply from the auxiliary battery,
The auxiliary battery control means causes the power supply from the auxiliary battery to be executed when the current of the power supply path from the main battery side toward the load increases, and generates a reverse current from the auxiliary battery toward the main battery. When detected , the vehicle power supply device stops power feeding from the auxiliary battery to the main battery . 前記補助バッテリが、前記主バッテリ側から負荷に向かう給電路に対して、昇圧及び降圧を行う双方向コンバータを介して接続され、
前記補助バッテリ制御手段が、前記補助バッテリから前記主バッテリに向かう逆向きの電流を検知した場合に、前記双方向コンバータを制御して前記補助バッテリからの給電を停止することを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。 The auxiliary battery is connected to a power supply path from the main battery side to the load via a bidirectional converter that performs step-up and step-down .
The power supply from the auxiliary battery is stopped by controlling the bidirectional converter when the auxiliary battery control unit detects a reverse current from the auxiliary battery toward the main battery. The vehicle power supply device according to 1. 前記補助バッテリ制御手段が、前記補助バッテリからの給電が不要な小電流時に、試験的に前記補助バッテリからの給電を行い、これに応じた負荷側の電流変化に基づいて、前記補助バッテリの動作状態を判定することを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の車両用電源装置。   The auxiliary battery control means performs power supply from the auxiliary battery on a trial basis when a small current does not require power supply from the auxiliary battery, and operates the auxiliary battery based on a change in current on the load side in response to the test. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the state is determined.
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