JP6349675B2 - 車両用電源装置および車両制御システム - Google Patents
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まず、構成について説明する。図1において、車両10は、電源13と、車両用電源装置30と、第1電気負荷群11と、第2電気負荷群12と、エンジン24と、スタータ16と、ECU20と、アクセルペダルセンサ26と、車速センサ27と、ブレーキペダルセンサ28と、を含んで構成されている。これらのうち、車両用電源装置30とECU20は車両制御システム70を構成している。
スタータ16は、エンジン24を始動するための始動装置であり、電源13から給電される電力により駆動するようになっている。スタータ16は、モータおよびモータにより回転されるピニオンギヤを備えており、このピニオンギヤがエンジン24のフライホイールまたはドライブプレートの外周のリングギヤに噛合してエンジン24をクランキングするようになっている。
アクセルペダルセンサ26は、アクセルペダルの踏み込み量および踏み込み速度を検出し、検出したアクセルペダル信号をECU20に出力するようになっている。
ブレーキペダルセンサ28は、ブレーキペダルの踏み込みまたは解放を検出し、検出したブレーキペダル信号をECU20に出力するようになっている。
また、ECU20の出力ポートには、スタータ16および車両用電源装置30が接続され、スタータ16への駆動信号と、車両用電源装置30への後述する再始動情報が出力されるようになっている。
ここで、所定の停止条件とは、本実施形態では、車速が所定速度以下であること、アクセルペダルが解放されていること、ブレーキペダルが踏み込まれていること、の全てが成立していることである。ECU20は、停止条件の成立に応じて、エンジン24への燃料噴射および混合気への点火を停止させることにより、エンジン24を停止させるようになっている。
また、所定の再始動条件とは、車速が所定速度以上であること、アクセルペダルが踏み込まれていること、ブレーキペダルが解放されていること、の何れかが成立していることである。ECU20は、再始動条件の成立に応じて、スタータ16を駆動信号により駆動させてエンジン24をクランキングし、燃料を噴射させ、混合気への点火を開始させることにより、エンジン24を始動させるようになっている。また、ECU20は、再始動条件の成立に応じて、車両用電源装置30に再始動情報を送信するようになっている。
第1電気負荷群11は、オーディオ系または照明系等、電力供給における優先度の低い電気負荷である。この第1電気負荷群11は、例えば、ラジオ受信機、テレビ受像機、ナビゲーション装置、室内ランプ等であり、換言すると、車両10が走行する上で重要度の低い電気負荷である。
第2電気負荷群12は、ブレーキ系、トランスミッション系等、電力供給における優先度の高い電気負荷である。この第2電気負荷群12は、例えば、ABS(Anti-lock Brake System)装置の制御回路とソレノイドバルブ、および自動変速機の制御回路とソレノイドバルブ等であり、換言すると車両10が走行する上で重要度の高い電気負荷である。
第1電圧変換部31および第2電圧変換部32は、それぞれスイッチング素子を備えた昇圧DC−DCコンバータとして構成されており、電源13から入力された電力を電圧変換して出力するようになっている。
本実施形態では、第1電圧変換部31および第2電圧変換部32は、エンジン24の再始動の際にスタータ16が駆動され、電源13から入力される電圧が規定電圧より所定値以上低下した場合、例えば10ボルトまで低下した場合に、低下した電圧を規定電圧まで昇圧して出力するようになっている。
第1電圧変換部31の入力側と出力側の間には、第1電圧変換部31の迂回路を形成する第1バイパスライン45が設けられており、この第1バイパスライン45には、第1バイパスリレー33が設けられている。
また、第2電圧変換部32の入力側と出力側の間には、第2電圧変換部32の迂回路を形成する第2バイパスライン50が設けられており、この第2バイパスライン50には、第2バイパスリレー34が設けられている。
この第1バイパスリレー33および第2バイパスリレー34は、1極単投型の電磁リレーとしてそれぞれ構成されており、図2に示すオフ位置(開位置)と、図3に示すオン位置(閉位置)との間で切換可能に構成されている。第1バイパスリレー33、第2バイパスリレー34は、本発明における第1バイパス切換部、第2バイパス切換部をそれぞれ構成している。
また、切換部60の後段には、第1出力端子42および第2出力端子43が設けられており、これら第1出力端子42および第2出力端子43には、第1電気負荷群11および第2電気負荷群12がそれぞれ接続されている。
第1切換リレー35は、2極双投型の電磁リレーとして構成されており、互いに連動して開閉する第1切換部36と第2切換部37とを備えている。
第1切換部36の入力側には第1接続ライン46が接続されるとともに、第1切換部36の出力側には第1出力ライン47と第1反転ライン48とが接続されている。
したがって、第1切換リレー35と第2切換リレー39とがともにオフ位置のときに、切換部60は第1切換状態となり、第1切換リレー35と第2切換リレー39とがともにオン位置のときに、切換部60は第2切換状態となる。
なお、車両用電源装置30のケース54は金属からなるとともに接地ライン55により接地されている。これにより、第1電圧変換部31および第2電圧変換部32で発生した高周波ノイズがケース54により遮蔽され、高周波ノイズがケース54の外部に漏洩することが防止されている。
先ず、制御回路40は、エンジン24の再始動時であるか否かを判定する(ステップS1)。ここでは、ECU30からの再始動情報を受け取った場合に、制御回路40は、エンジン24の再始動時であると判定している。
これにより、電源13から車両用電源装置30に入力された電力は、第1バイパスライン45を通り、第1電圧変換部31で電圧変換されることなく第1出力端子42を介して第1電気負荷群11に供給される。また、電源13から車両用電源装置30に入力された電力は、第2バイパスライン50を通り、第2電圧変換部32で電圧変換されることなく第2出力端子43を介して第2電気負荷群12に供給される。
これにより、電源13から車両用電源装置30に入力された電力は、第1電圧変換部31で電圧変換されてから第1出力端子42を介して第1電気負荷群11に供給される。また、電源13から車両用電源装置30に入力された電力は、第2電圧変換部32で電圧変換されてから第2出力端子43を介して第2電気負荷群12に供給される。
このように、第1電圧変換部31と第2電圧変換部32がともに故障していない場合、エンジン24の再始動のためにスタータ16が駆動されて電源13の電圧が低下した際に、低下した電圧が第1電圧変換部31および第2電圧変換部32により規定電圧まで昇圧される。この結果、規定電圧に昇圧された電力が第1電気負荷群11および第2電気負荷群12にそれぞれ供給され、第1電気負荷群11および第2電気負荷群12が正常に作動することができる。
これにより、電源13から車両用電源装置30に入力された電力は、第1電圧変換部31で電圧変換されてから第2出力端子43を介して第2電気負荷群12に供給される。また、電源13から車両用電源装置30に入力された電力は、第2バイパスライン50を通り、第2電圧変換部32で電圧変換されることなく第1出力端子42から第1電気負荷群11に供給される。
このように、第1電圧変換部31は故障しておらず第2電圧変換部32は故障している場合、エンジン24の再始動のためにスタータ16が駆動されて電源13の電圧が低下した際に、低下した電圧が第1電圧変換部31により規定電圧まで昇圧される。この結果、規定電圧に昇圧された電力が第2電気負荷群12に供給され、第2電気負荷群12が正常に作動することができる。また、第1電気負荷群11を構成する室内ランプ等は、電源13からの低下した電圧が供給されることで、チラツキ等を伴うものの、作動することができる。
このステップS3で第2電圧変換部31が故障していないと判定した場合、制御回路40は、第1バイパスリレー33をオンにし(ステップS17)、第2バイパスリレー34をオフにし(ステップS18)、第1切換リレー35をオフにし(ステップS19)、第2切換リレー39をオフにし(ステップS20)、このフローチャートを終了する。すなわち、制御回路40は、エンジン24の再始動時であって第1電圧変換部31が故障しており第2電圧変換部32が故障していない場合、図4に示すように、第1バイパスリレー33をオンにし、第2バイパスリレー34をオフにし、切換部60を第1切換状態にする。
これにより、電源13から車両用電源装置30に入力された電力は、第1バイパスライン45を通り、第1電圧変換部31で電圧変換されることなく第1出力端子42を介して第1電気負荷群11に供給される。また、電源13から車両用電源装置30に入力された電力は、第2電圧変換部32で電圧変換されてから第2出力端子43を介して第2電気負荷群12に供給される。
このように、第1電圧変換部31は故障しており第2電圧変換部32は故障していない場合、エンジン24の再始動のためにスタータ16が駆動されて電源13の電圧が低下した際に、低下した電圧が第2電圧変換部32により規定電圧まで昇圧される。この結果、規定電圧に昇圧された電力が第2電気負荷群12に供給され、第2電気負荷群12が正常に作動することができる。また、第1電気負荷群11を構成する室内ランプ等は、電源13からの低下した電圧が供給されることで、チラツキ等を伴うものの、作動することができる。
このように、図6のフローチャートにおいて、制御回路40は、エンジン24が再始動される際、第1電圧変換部31と第2電圧変換部32の何れかが故障している場合であっても、切換部60を切り換えることにより、故障していない方の電圧変換部で昇圧された電力を、優先度の高い第2電気負荷群12に供給するようにしている。
先ず、ECU20は、車両用電源装置30からの故障信号に基づき第1電圧変換部31が故障しているか否かを判定する(ステップS31)。ここでは、車両用電源装置30から第1故障信号が入力されている場合に、ECU20は、第1電圧変換部31が故障していると判定する。ステップS31で第1電圧変換部31が故障していないと判定した場合、ECU20は、アイドルストップ制御の実行を許可し(ステップS34)、このフローチャートを終了する。
このように、ECU20は、第1電圧変換部31および第2電圧変換部32の両方の故障時にのみアイドルストップ制御の実行を禁止し、それ以外の場合にはアイドルストップの実行を許可している。
この構成により、第2電圧変換部32の非故障時は、切換部60が第1切換状態に切り換わるので、優先度の高い第2電気負荷群12には、第2電圧変換部32により電圧変換された電力が供給される。また、第2電圧変換部32の故障時には、切換部60が第2切換状態に切り換わるので、優先度の高い第2電気負荷群12には、第1電圧変換部31により電圧変換された電力が供給される。このため、第1電圧変換部31または第2電圧変換部32の一方が故障した場合であっても、第2電気負荷群12には電圧変換された電力が供給されるので、第2電気負荷群12の正常な作動が維持される。
また、第2電圧変換部32の故障時は、故障していない第1電圧変換部31から優先度の低い第1電気負荷群11に対して電力を供給しないので、第2電圧変換部32の故障時に備えて第1電圧変換部31の電力供給容量を大きくする必要がない。
したがって、電圧変換部の電力供給容量を大きくすることなく、一方の電圧変換部が故障した場合であっても優先度の高い電気負荷群の正常な作動を維持することができる。
この構成により、第1電圧変換部31または第2電圧変換部32の一方が故障した場合であっても、故障した電圧変換部に迂回路を形成するので、迂回路を通って電圧変換されずに供給される電力によって第1電気負荷群11の作動を継続させることができる。
この構成により、第1電圧変換部31または第2電圧変換部32の少なくとも一方が正常であるときはアイドルストップ制御の実行が許可されるため、燃費が悪化するのを防止することができる。
例えば、本実施形態では、図6のステップS1において、制御回路40は、ECU30からの再始動情報を受け取った場合にエンジン24の再始動時であると判定しているが、これに代えて、スタータ16のマグネットスイッチに加わる電圧を検出した場合にエンジン24の再始動時であると判定するようにしてもよい。
Claims (3)
- 電源から入力される電力を電圧変換して電気負荷群に供給する車両用電源装置であって、
前記電気負荷群は、優先度の低い第1電気負荷群と、優先度の高い第2電気負荷群とからなり、
前記電源から入力される電力を電圧変換する第1電圧変換部と、
前記電源から入力される電力を電圧変換する第2電圧変換部と、を備える車両用電源装置において、
前記第1電圧変換部の入力側と出力側とを接続して前記第1電圧変換部を迂回する第1迂回路を形成するバイパス状態と、前記第1迂回路を形成しない非バイパス状態とに切換可能な第1バイパス切換部と、
前記第2電圧変換部の入力側と出力側とを接続して前記第2電圧変換部を迂回する第2迂回路を形成するバイパス状態と、前記第2迂回路を形成しない非バイパス状態とに切換可能な第2バイパス切換部と、
前記第1電圧変換部により電圧変換された電力を前記第1電気負荷群に供給するとともに前記第2電圧変換部により電圧変換された電力を前記第2電気負荷群に供給する第1切換状態と、前記第1電圧変換部により電圧変換された電力を前記第2電気負荷群に供給するとともに前記第2電圧変換部により電圧変換された電力を前記第1電気負荷群に供給する第2切換状態とに切換可能な切換部と、を有し、
前記第1電圧変換部の故障時は前記第1バイパス切換部を前記バイパス状態、かつ、前記切換部を前記第1切換状態に切り換え、
前記第2電圧変換部の故障時は前記第2バイパス切換部を前記バイパス状態、かつ、前記切換部を前記第2切換状態に切り換える制御部と、を備えたことを特徴とする車両用電源装置。 - 前記第1電圧変換部は前記第1電気負荷群または前記第2電気負荷群を正常に作動させる電力供給量を有し、第2電圧変換部は前記第2電気負荷群を正常に作動させる電力供給量を有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。
- 請求項1または請求項2に記載の車両用電源装置と、
所定の停止条件の成立時に内燃機関を停止させるととともに所定の再始動条件の成立時に始動装置を駆動して前記内燃機関を再始動させるアイドルストップ制御を実行する内燃機関の制御装置と、を含む車両制御システムであって、
前記始動装置は、前記電源から供給される電力により駆動され、
前記車両用電源装置の制御部は、
前記第1電圧変換部の故障時に第1故障情報を前記内燃機関の制御装置に送信するとともに、前記第2電圧変換部の故障時に第2故障情報を前記内燃機関の制御装置に送信し、
前記内燃機関の制御装置は、
前記第1故障情報および前記第2故障情報の両方を受信した場合に前記アイドルストップ制御の実行を禁止するアイドルストップ禁止部を備えたことを特徴とする車両制御システム。
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