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JP2006298240A - Power control device for vehicle - Google Patents

Power control device for vehicle Download PDF

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JP2006298240A
JP2006298240A JP2005125007A JP2005125007A JP2006298240A JP 2006298240 A JP2006298240 A JP 2006298240A JP 2005125007 A JP2005125007 A JP 2005125007A JP 2005125007 A JP2005125007 A JP 2005125007A JP 2006298240 A JP2006298240 A JP 2006298240A
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JP
Japan
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voltage
power supply
low
load
converter
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Withdrawn
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JP2005125007A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshinori Ezaka
俊▲徳▼ 江坂
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power control device for a vehicle which can securely control an energy loss due to the conversion of voltage during the supply of power from a high-voltage system to a low-voltage system. <P>SOLUTION: The power control device for the vehicle is provided with a high-voltage battery 10, a low-voltage battery 20, and a DC/DC converter 30 for outputting the voltage which is obtained by performing a step-down conversion of the voltage of the high-voltage system. When the low-voltage system voltage falls below the output voltage of the DC/DC converter 30, the power supply to the load 21, which is a subject to be backed up, is switched from the power supply from the low-voltage battery 20 to the power supply from the high-voltage battery 10 through the medium of the DC/DC converter 30. The DC/DC converter 30 outputs the first output voltage before the action of an engine which causes voltage fluctuations of the low-voltage system, and the first output voltage is smaller than the maximum allowable voltage of the back-up load 21. Then after the action of the engine, the second output voltage is outputted which is smaller than the first output voltage and is slightly larger than the minimum operating voltage of the back-up load 21. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、高電圧系から低電圧系に電圧変換を行って電力供給をするための車両用電源制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle power supply control device for performing voltage conversion from a high voltage system to a low voltage system to supply power.

従来から、高電圧系バッテリと補機用の低電圧系バッテリとを備え、補機の消費電力に応じた電力を高電圧系バッテリからDC/DCコンバータを介して低電圧系に供給可能にする電力装置が知られている。(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−320877号公報
Conventionally, a high-voltage battery and a low-voltage battery for auxiliary equipment have been provided, and power corresponding to the power consumption of the auxiliary equipment can be supplied from the high-voltage battery to the low-voltage system via the DC / DC converter. Power devices are known. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2004-320877 A

ところで、高電圧系バッテリから低電圧系の補機等に電力を供給する場合には、高電圧系バッテリの高電圧を低電圧に変換する必要があるが、この変換の際に少なからずエネルギーロスが生じてしまう。この点、上述の従来技術では、低電圧系バッテリが電圧低下や残容量低下等といった良好な状態でない場合には、不足電力を補うために低電圧値の出力に設定していたDC/DCコンバータの出力電圧を高電圧値の出力に設定を変更しているものの、電力供給する際に、電圧変換によるエネルギーロスに関しては十分に抑えることはできなかった。   By the way, when supplying power from a high-voltage battery to a low-voltage auxiliary machine, etc., it is necessary to convert the high voltage of the high-voltage battery to a low voltage. Will occur. In this regard, in the above-described prior art, when the low-voltage battery is not in a good state such as a voltage drop or a remaining capacity drop, the DC / DC converter set to a low voltage output to compensate for the shortage of power However, when the power was supplied, the energy loss due to voltage conversion could not be sufficiently suppressed.

そこで、本発明は、高電圧系から低電圧系に電力供給する際に、電圧変換によるエネルギーロスを確実に抑制することができる車両用電源制御装置の提供を目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle power supply control device that can reliably suppress energy loss due to voltage conversion when power is supplied from a high voltage system to a low voltage system.

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
高電圧系電源と、
低電圧系電源と、
高電圧系の電圧を降圧変換した電圧を出力する変換手段とを備え、
低電圧系の電圧が前記変換手段の出力電圧を下回るとき、低電圧系負荷への電力供給が低電圧系電源からの電力供給から高電圧系電源からの前記変換手段を介した電力供給に切り替わる車両用電源制御装置において、
前記変換手段は、低電圧系の電圧変動を及ぼす動力源の動作前には前記低電圧系負荷の最大許容電圧より小さい第1の出力電圧を出力し、前記動力源の動作後には前記第1の出力電圧より小さく前記低電圧系負荷の最低作動電圧より僅かに大きい第2の出力電圧を出力することを特徴とする車両用電源制御装置が提供される。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention,
A high-voltage power supply,
A low-voltage power supply,
Conversion means for outputting a voltage obtained by stepping down the voltage of the high voltage system,
When the voltage of the low voltage system is lower than the output voltage of the conversion means, the power supply to the low voltage system load is switched from the power supply from the low voltage system power supply to the power supply from the high voltage system power supply via the conversion means. In a vehicle power supply control device,
The conversion means outputs a first output voltage smaller than a maximum allowable voltage of the low voltage system load before the operation of the power source that causes voltage fluctuations in the low voltage system, and after the operation of the power source, the first output voltage is output. A vehicle power supply control device is provided that outputs a second output voltage that is smaller than the output voltage of the low-voltage system load and slightly higher than the minimum operating voltage of the low-voltage system load.

本局面によれば、前記動力源の動作前の段階では低電圧系負荷の最大許容電圧を超えないように高電圧系電源からの電力供給が調整されるので低電圧系負荷の保護をすることができる。その一方で、前記動力源の動作後の段階では低電圧系負荷の最低作動電圧を下回らないように高電圧系電源からの電力供給が調整されるので低電圧系負荷の作動電圧を確保しつつ、低電圧系負荷の最低作動電圧より僅かに大きい電圧で高電圧系電源からの電力供給に切り替わるので多少の電圧降下が生じても低電圧系電源からの電力供給が継続し高電圧系から低電圧系に電力供給する際に電圧変換によるエネルギーロスを確実に抑制することができる。   According to this aspect, the power supply from the high voltage system power supply is adjusted so that the maximum allowable voltage of the low voltage system load is not exceeded before the operation of the power source, so that the low voltage system load is protected. Can do. On the other hand, in the stage after the operation of the power source, the power supply from the high voltage system power supply is adjusted so as not to fall below the minimum operating voltage of the low voltage system load, so that the operating voltage of the low voltage system load is secured. The power supply from the high voltage system power supply is switched to a power supply from the high voltage system power supply at a voltage slightly higher than the minimum operating voltage of the low voltage system load, so that the power supply from the low voltage system power supply continues even if a slight voltage drop occurs. When power is supplied to the voltage system, energy loss due to voltage conversion can be reliably suppressed.

また、前記低電圧系負荷には常に電力供給が必要なバックアップ対象負荷が含まれ、前記最低作動電圧は該バックアップ対象負荷の最低作動電圧であることとしてもよい。この場合、低電圧系負荷のうち電力供給の点でバックアップの必要な負荷の作動を重点的に保護することができ、電力供給の冗長性を向上させることができる。   The low voltage system load may include a backup target load that always requires power supply, and the minimum operating voltage may be the minimum operating voltage of the backup target load. In this case, the operation of a load that needs to be backed up in terms of power supply among the low-voltage system loads can be protected intensively, and the redundancy of power supply can be improved.

本発明によれば、高電圧系から低電圧系に電力供給する際に、電圧変換によるエネルギーロスを確実に抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when supplying electric power from a high voltage system to a low voltage system, the energy loss by voltage conversion can be suppressed reliably.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図1は、本発明の車両用電源制御装置の一形態を示すシステム構成図である。本車両用電源制御装置が搭載される車両は、高電圧系電源10(高電圧バッテリ10)と、低電圧系電源20(低電圧バッテリ20)と、高電圧系の電圧を低電圧系の電圧に降圧変換して出力するDC/DCコンバータ30と、DC/DCコンバータ30を制御する電子制御ユニット(ECU)40とを備えている。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a vehicle power supply control device of the present invention. A vehicle equipped with the vehicle power supply control device includes a high voltage system power source 10 (high voltage battery 10), a low voltage system power source 20 (low voltage battery 20), and a high voltage system voltage. A DC / DC converter 30 that performs step-down conversion and outputs, and an electronic control unit (ECU) 40 that controls the DC / DC converter 30 are provided.

車両上には複数の負荷が存在するが電圧系の異なる負荷が混在する場合があり、高電圧バッテリ10は高電圧系の電圧で作動する高電圧系負荷12への電力供給に主に対応し、低電圧バッテリ20は低電圧系の電圧で作動する低電圧系負荷22(後述するバックアップ対象負荷21を含む)への電力供給に主に対応する。例えば、高電圧バッテリ10はパワー密度の高いリチウムイオン電池であり、低電圧バッテリ20はパワー密度が低いが安価な鉛電池である。電力供給能力に応じてバッテリの種類を選択すればよい。また、負荷についても、ランプ、オーディオ、ECU、電子部品、電磁弁、エアコン、その他の補機類があるが、本発明は特に負荷の種類には限定されない。   There are cases where a plurality of loads exist on the vehicle but loads of different voltage systems may coexist, and the high voltage battery 10 mainly corresponds to power supply to the high voltage system load 12 that operates at a high voltage system voltage. The low voltage battery 20 mainly corresponds to power supply to a low voltage system load 22 (including a backup target load 21 described later) that operates at a low voltage system voltage. For example, the high voltage battery 10 is a lithium ion battery with a high power density, and the low voltage battery 20 is an inexpensive lead battery with a low power density. What is necessary is just to select the kind of battery according to electric power supply capability. In addition, the load includes a lamp, an audio, an ECU, an electronic component, a solenoid valve, an air conditioner, and other auxiliary devices, but the present invention is not particularly limited to the type of load.

ECU40は,マイクロコンピュータ、プログラムを記憶するROM、データを一時的に記憶するRAM、入力インタフェース、出力インタフェースなどの複数の回路要素が一ユニットとして構成されたものである。ECU40は、DC/DCコンバータ30を作動させる制御信号とリレー26を作動させる制御信号を出力する。また、ECU40は、低電圧バッテリ20の充放電の電流を電流センサ25により検出する。   The ECU 40 includes a plurality of circuit elements such as a microcomputer, a ROM that stores programs, a RAM that temporarily stores data, an input interface, and an output interface as a unit. The ECU 40 outputs a control signal for operating the DC / DC converter 30 and a control signal for operating the relay 26. Further, the ECU 40 detects the charge / discharge current of the low voltage battery 20 by the current sensor 25.

DC/DCコンバータ30は、トランスやスイッチングレギュレータやシリーズレギュレータ等のDC/DCコンバータ30内部にある降圧機構によって、高電圧系の電圧を低電圧系の電圧に降圧変換して出力する。降圧変換された出力電圧は、DC/DCコンバータ30内部にあるコンバータ制御回路によって監視され、出力電圧が一定となるように制御される。コンバータ制御回路は、出力電圧を任意に設定できる。このDC/DCコンバータ30の降圧変換機能を使用することによって、高電圧バッテリ10による低電圧系負荷22への電力供給と高電圧バッテリ10による低電圧バッテリ20の充電を可能にする。   The DC / DC converter 30 performs step-down conversion from a high voltage system voltage to a low voltage system voltage by a step-down mechanism inside the DC / DC converter 30 such as a transformer, a switching regulator, or a series regulator, and outputs the voltage. The step-down converted output voltage is monitored by a converter control circuit in the DC / DC converter 30 and controlled so that the output voltage becomes constant. The converter control circuit can arbitrarily set the output voltage. By using the step-down conversion function of the DC / DC converter 30, it is possible to supply power to the low voltage system load 22 by the high voltage battery 10 and to charge the low voltage battery 20 by the high voltage battery 10.

DC/DCコンバータ30が作動すると、低電圧系の負荷であるバックアップ対象負荷21への電力供給が可能な状態となり、さらにリレー26がONすると低電圧系負荷22への電力供給や低電圧バッテリ20の充電が可能な状態となる。   When the DC / DC converter 30 is activated, power can be supplied to the backup target load 21 which is a low voltage system load. When the relay 26 is further turned on, the power supply to the low voltage system load 22 and the low voltage battery 20 are performed. Can be charged.

バックアップ対象負荷21は、常に電力供給が必要な負荷である。例えば、電動フットブレーキや電動パーキングブレーキを制御する電動ブレーキシステムや、事故や故障時に外部に通報可能なメーデー(緊急通報)システムや、学習値や異常コード等を記憶する揮発性メモリが挙げられる。これらの負荷には、エンジン始動キーがOFFでも、電力供給がなされる。これにより、エンジンが始動していない駐車時でも電力供給される電動ブレーキシステムは、運転者による制動操作の有無にかかわらず、ブレーキアクチュエータによる制動力を自動で発生させることができる。同様に、メーデーシステムや揮発性メモリも、常に電力供給がなされることによって、それらの機能が有効に発揮される。   The backup target load 21 is a load that always requires power supply. For example, an electric brake system that controls an electric foot brake and an electric parking brake, a Mayday (emergency notification) system that can notify the outside in the event of an accident or failure, and a volatile memory that stores a learning value, an abnormal code, and the like. Electric power is supplied to these loads even when the engine start key is OFF. Accordingly, the electric brake system that is supplied with electric power even when the engine is not started can automatically generate the braking force by the brake actuator regardless of whether or not the driver performs a braking operation. Similarly, the Mayday system and the volatile memory can effectively exhibit their functions when power is always supplied.

バックアップ対象負荷21にはダイオード27を介する電力供給経路とダイオード28を介する電力供給経路があり、電力供給経路がいわゆるダイオードORの接続構成になっている。つまり、ダイオード27、28からなる回路は、低電圧系の電圧VaとDC/DCコンバータ30の出力電圧Vbのいずれか高いほうの電圧をバックアップ対象負荷21側に出力する機能を有している。図1からも明らかなように、バックアップ対象負荷21は、ダイオード27を介して低電圧バッテリ20からの電力供給が常に受けられ、ダイオード28及びDC/DCコンバータ30を介して高電圧バッテリ30からの電力供給が受けられる。つまり、バックアップ対象負荷21は、冗長的な電力供給経路を有している。   The backup target load 21 has a power supply path via a diode 27 and a power supply path via a diode 28, and the power supply path has a so-called diode OR connection configuration. That is, the circuit including the diodes 27 and 28 has a function of outputting the higher one of the low-voltage system voltage Va and the output voltage Vb of the DC / DC converter 30 to the backup target load 21 side. As apparent from FIG. 1, the backup target load 21 is always supplied with power from the low voltage battery 20 via the diode 27, and from the high voltage battery 30 via the diode 28 and the DC / DC converter 30. Power supply is received. That is, the backup target load 21 has a redundant power supply path.

それでは、本形態例での本発明の車両用電源制御装置の動作について説明する。低電圧系の電圧Vaは、低電圧系の負荷の作動による消費電流の増加(例えば、車両の動力源であるエンジンを始動させるスタータ24の作動や他回路の作動による増加)によって変動したり、低電圧バッテリ20の容量不足や端子接触不良によって変動したりする。特に、スタータ24の作動には大電力を有するので、スタータ24作動時の低電圧系の電圧Vaの変動が起こりやすい。また、エンジンの動作後も、エンジンの動作前(スタータ24の作動前)の静的な状態に比べ、作動し始める負荷数の増加等により、電圧Vaに変動が生じる。そこで、電圧変動の影響をうけやすい低電圧系の電圧VaがDC/DCコンバータ30の出力電圧Vbを下回るとき、低電圧系負荷22及びバックアップ対象負荷21への電力供給が、低電圧バッテリ20からの電力供給から高電圧バッテリ10からのDC/DCコンバータ30を介した電力供給に切り替わるようになっている。   The operation of the vehicle power supply control device of the present invention in this embodiment will now be described. The voltage Va of the low voltage system fluctuates due to an increase in current consumption due to the operation of the load of the low voltage system (for example, the operation of the starter 24 that starts the engine that is the power source of the vehicle or the operation of other circuits), It fluctuates due to insufficient capacity of the low voltage battery 20 or poor terminal contact. In particular, since the starter 24 operates with a large amount of power, the voltage Va of the low voltage system tends to fluctuate when the starter 24 operates. Further, even after the operation of the engine, the voltage Va fluctuates due to an increase in the number of loads that start to operate as compared with a static state before the operation of the engine (before the starter 24 operates). Therefore, when the low-voltage system voltage Va, which is easily affected by voltage fluctuations, falls below the output voltage Vb of the DC / DC converter 30, the power supply to the low-voltage system load 22 and the backup target load 21 is from the low-voltage battery 20. The power supply is switched to the power supply from the high voltage battery 10 via the DC / DC converter 30.

図2は、エンジン始動時の電圧状態を示す図である。エンジン始動前に低電圧バッテリ20のエネルギーがスタータ24を作動させるだけのエネルギーに満たないとき、エンジンを始動させることができない。その際には、高電圧バッテリ10からのDC/DCコンバータ30を介した電力供給により、スタータ24を作動させエンジンを始動できるように低電圧バッテリ20の充電を行う。   FIG. 2 is a diagram illustrating a voltage state when the engine is started. When the energy of the low-voltage battery 20 is not enough to activate the starter 24 before starting the engine, the engine cannot be started. In that case, the low voltage battery 20 is charged so that the starter 24 can be operated and the engine can be started by supplying power from the high voltage battery 10 via the DC / DC converter 30.

ECU40は、エンジン始動前に低電圧系の電圧Vaがエンジンの始動ができない所定電圧値以下であることを検出した場合、リレー26をONする制御信号とDC/DCコンバータ30を作動させる始動時制御信号を出力する。本発明の車両用制御装置におけるその始動時制御信号を受けたDC/DCコンバータ30(内部のコンバータ制御回路)は、出力電圧を低電圧系負荷22若しくはバックアップ対象負荷21の最大許容電圧より小さい電圧値に設定する。例えば、低電圧系負荷22若しくはバックアップ対象負荷21の最大許容電圧が15.5Vの場合、DC/DCコンバータ30は出力電圧を14.5Vに設定する。この設定により、DC/DCコンバータ30は14.5Vを出力電圧の上限値とし、それ以上の電圧を出力しないように制御する。   When the ECU 40 detects that the low voltage system voltage Va is equal to or lower than a predetermined voltage value at which the engine cannot be started before starting the engine, the ECU 40 controls the control signal for turning on the relay 26 and the start time control for operating the DC / DC converter 30. Output a signal. The DC / DC converter 30 (internal converter control circuit) that has received the start-up control signal in the vehicle control device of the present invention has an output voltage smaller than the maximum allowable voltage of the low voltage system load 22 or the backup target load 21. Set to value. For example, when the maximum allowable voltage of the low voltage system load 22 or the backup target load 21 is 15.5V, the DC / DC converter 30 sets the output voltage to 14.5V. With this setting, the DC / DC converter 30 controls 14.5 V to be the upper limit value of the output voltage and not to output any more voltage.

リレー26がONし、DC/DCコンバータ30が作動すると、図2に示されるように、VaとVbの電位は、Vx(エンジンが始動できない電圧)からDC/DCコンバータ30の出力電圧の設定値14.5Vまで上昇する。つまり、図2の期間Aでは、高電圧バッテリ10からのDC/DCコンバータ30を介した電力供給により低電圧バッテリ20の充電が14.5Vまで行われ、14.5Vに達した図2の期間B以降は高電圧バッテリ10からの電力供給は終了するとともに低電圧バッテリ20の充電が終了する。したがって、低電圧系負荷22若しくはバックアップ対象負荷21の最大許容電圧を超えないようにDC/DCコンバータ30の出力電圧が設定されているため、低電圧系負荷22若しくはバックアップ対象負荷21の保護を図ることができる。あわせて、低電圧バッテリ20の過充電も防止することができる。   When the relay 26 is turned on and the DC / DC converter 30 is operated, the potentials Va and Vb are set to the output voltage of the DC / DC converter 30 from Vx (voltage at which the engine cannot be started) as shown in FIG. It rises to 14.5V. That is, in the period A in FIG. 2, the low voltage battery 20 is charged up to 14.5V by the power supply from the high voltage battery 10 via the DC / DC converter 30, and the period in FIG. After B, power supply from the high voltage battery 10 is completed and charging of the low voltage battery 20 is completed. Accordingly, since the output voltage of the DC / DC converter 30 is set so as not to exceed the maximum allowable voltage of the low voltage system load 22 or the backup target load 21, the low voltage system load 22 or the backup target load 21 is protected. be able to. In addition, overcharging of the low voltage battery 20 can be prevented.

図3は、低電圧バッテリ20の電圧低下時の電圧状態を示す図である。通常、低電圧バッテリ20及びオルタネータ23により低電圧系負荷22及びバックアップ対象負荷21に電力供給がなされるが、低電圧系の電圧VaがDC/DCコンバータ30の出力電圧Vbを下回るとき、低電圧系負荷22及びバックアップ対象負荷21への電力供給が、低電圧バッテリ20からの電力供給から高電圧バッテリ10からのDC/DCコンバータ30を介した電力供給に切り替わる。   FIG. 3 is a diagram illustrating a voltage state when the voltage of the low voltage battery 20 is lowered. Normally, power is supplied to the low voltage system load 22 and the backup target load 21 by the low voltage battery 20 and the alternator 23. When the low voltage system voltage Va is lower than the output voltage Vb of the DC / DC converter 30, the low voltage The power supply to the system load 22 and the backup target load 21 is switched from the power supply from the low voltage battery 20 to the power supply from the high voltage battery 10 via the DC / DC converter 30.

ECU40は、低電圧系の電圧Vaが所定電圧値(例えば、各負荷が作動する上で支障のない電圧値)以上であることを検出した場合、リレー26をOFFする制御信号とDC/DCコンバータ30の出力電圧を設定するための出力電圧設定制御信号を出力する。本発明の車両用制御装置におけるその電圧設定制御信号を受けたDC/DCコンバータ30(内部のコンバータ制御回路)は、バックアップ対象負荷21の最大許容電圧より小さくバックアップ対象負荷21の最低作動電圧より僅かに大きい電圧値に出力電圧を設定する。例えば、バックアップ対象負荷21の最低作動電圧Vyが10Vの場合、DC/DCコンバータ30は出力電圧を最低作動電圧Vyより僅かに大きい10.2Vに設定する。この設定により、DC/DCコンバータ30は常に出力電圧Vbが10.2Vとなるように制御し、それ以下の電圧は出力しないように制御する。   When the ECU 40 detects that the voltage Va of the low voltage system is equal to or higher than a predetermined voltage value (for example, a voltage value that does not interfere with the operation of each load), the ECU 40 turns off the relay 26 and a DC / DC converter. An output voltage setting control signal for setting the output voltage of 30 is output. The DC / DC converter 30 (internal converter control circuit) receiving the voltage setting control signal in the vehicle control device of the present invention is smaller than the maximum allowable voltage of the backup target load 21 and slightly less than the minimum operating voltage of the backup target load 21. Set the output voltage to a larger voltage value. For example, when the minimum operating voltage Vy of the backup target load 21 is 10 V, the DC / DC converter 30 sets the output voltage to 10.2 V that is slightly larger than the minimum operating voltage Vy. With this setting, the DC / DC converter 30 always controls the output voltage Vb to be 10.2 V, and controls so as not to output a voltage lower than that.

図3に示されるように、消費電流の増大等が生じると、13Vあった電圧Vaは次第に降下していき、DC/DCコンバータ30の出力電圧Vbの10.2Vに達することが考えられる。ダイオード27、28からなる回路は、低電圧系の電圧VaとDC/DCコンバータ30の出力電圧Vbのいずれか高いほうの電圧をバックアップ対象負荷21側に出力する機能を有している。つまり、低電圧系の電圧VaがDC/DCコンバータ30の出力電圧Vb以上の期間Cでは、低電圧バッテリ20及びオルタネータ23によりバックアップ対象負荷21に電力供給がなされるが、低電圧系の電圧VaがDC/DCコンバータ30の出力電圧Vbを下回る期間Dでは、バックアップ対象負荷21に対して高電圧バッテリ10からのDC/DCコンバータ30を介した電力供給がなされる。   As shown in FIG. 3, when an increase in current consumption occurs, the voltage Va, which has been 13 V, gradually drops and may reach 10.2 V of the output voltage Vb of the DC / DC converter 30. The circuit composed of the diodes 27 and 28 has a function of outputting the higher one of the low voltage system voltage Va and the output voltage Vb of the DC / DC converter 30 to the backup target load 21 side. That is, during the period C in which the low voltage system voltage Va is equal to or higher than the output voltage Vb of the DC / DC converter 30, the low voltage battery 20 and the alternator 23 supply power to the backup target load 21, but the low voltage system voltage Va. In a period D during which the output voltage Vb is lower than the output voltage Vb of the DC / DC converter 30, power is supplied from the high voltage battery 10 via the DC / DC converter 30 to the backup target load 21.

したがって、バックアップ対象負荷21の最低作動電圧を下回らないように高電圧バッテリ10からの電力供給が調整されるのでバックアップ対象負荷21を確実に作動させることができる。   Therefore, since the power supply from the high voltage battery 10 is adjusted so as not to fall below the minimum operating voltage of the backup target load 21, the backup target load 21 can be reliably operated.

さらに、バックアップ対象負荷21の最低作動電圧より僅かに大きい電圧で高電圧バッテリ10からの電力供給に切り替わるので、低電圧系の電圧Vaに多少の電圧降下(図3で言えば、DC/DCコンバータ30の出力電圧Vbの10.2Vに達しない電圧降下)が生じても、低電圧バッテリ20からの電力供給が継続し、高電圧バッテリ10からの電力供給に切り替わらない。したがって、高電圧バッテリ10からDC/DCコンバータ30とダイオード28を介してバックアップ対象負荷21に電流がながれると、高電圧系から低電圧系に電力供給する際に電圧変換によるエネルギーを消費することになるが、上述のように多少の電圧降下が生じても、DC/DCコンバータ30とダイオード28を介してバックアップ対象負荷21に電流がながれず、高電圧バッテリ10からの電力供給とならない。これにより、電圧降下により、高電圧バッテリ10からの電力供給が頻繁に発生することを抑えることができ、高電圧系から低電圧系に電力供給する際に電圧変換によるエネルギーロスを確実に抑制することができる。   Furthermore, since the power supply from the high voltage battery 10 is switched to a voltage slightly higher than the minimum operating voltage of the load 21 to be backed up, a slight voltage drop (a DC / DC converter in FIG. Even if a voltage drop that does not reach 10.2 V of the output voltage Vb of 30 occurs, the power supply from the low-voltage battery 20 continues and does not switch to the power supply from the high-voltage battery 10. Therefore, when current flows from the high voltage battery 10 to the backup target load 21 via the DC / DC converter 30 and the diode 28, energy is consumed by voltage conversion when power is supplied from the high voltage system to the low voltage system. However, even if a slight voltage drop occurs as described above, no current is supplied to the backup target load 21 via the DC / DC converter 30 and the diode 28, and no power is supplied from the high voltage battery 10. Thereby, it is possible to suppress frequent power supply from the high voltage battery 10 due to a voltage drop, and to reliably suppress energy loss due to voltage conversion when supplying power from the high voltage system to the low voltage system. be able to.

言い換えれば、電圧降下による高電圧バッテリ10からの電力供給が頻繁に発生することを抑えるためには、DC/DCコンバータ30の出力電圧Vbを、通常の低電圧系の電圧Vaに対して、できるだけ小さくするように設定する。出力電圧Vbは、想定される電圧降下分と、高電圧系から低電圧系に電力供給する際に電圧変換によるエネルギーロスと、最低作動電圧Vyとを考慮して設定する。結果的に、出力電圧Vbと最低作動電圧Vyの差は、低電圧系の電圧Vaと出力電圧Vbの差よりも相対的に大きい関係となる。   In other words, in order to suppress frequent occurrence of power supply from the high voltage battery 10 due to a voltage drop, the output voltage Vb of the DC / DC converter 30 is set to be as low as possible with respect to the normal low voltage system voltage Va. Set to be smaller. The output voltage Vb is set in consideration of an assumed voltage drop, energy loss due to voltage conversion when power is supplied from the high voltage system to the low voltage system, and the minimum operating voltage Vy. As a result, the difference between the output voltage Vb and the minimum operating voltage Vy is relatively larger than the difference between the low voltage system voltage Va and the output voltage Vb.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.

例えば、ダイオード27、28を用いて電力供給経路が切り替わる構成ではなく、VaとVbの電圧をモニターするセンサを備え、そのセンサにより検出されたVaとVbのいずれか高いほうの経路に接続する切り替えスイッチを設けてもよい。   For example, the power supply path is not switched using the diodes 27 and 28, but a switch for monitoring the voltage of Va and Vb is provided, and switching to connect to the higher path of Va and Vb detected by the sensor. A switch may be provided.

本発明の車両用電源制御装置の一形態を示すシステム構成図である。1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a vehicle power supply control device of the present invention. エンジン始動時の電圧状態を示す図である。It is a figure which shows the voltage state at the time of engine starting. 低電圧バッテリ20の電圧低下時の電圧状態を示す図である。3 is a diagram illustrating a voltage state when the voltage of the low voltage battery 20 is lowered. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 高電圧バッテリ
12 高電圧系負荷
20 低電圧バッテリ
21 バックアップ対象負荷
22 低電圧系負荷
26 リレー
30 DC/DCコンバータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 High voltage battery 12 High voltage system load 20 Low voltage battery 21 Backup object load 22 Low voltage system load 26 Relay 30 DC / DC converter

Claims (2)

高電圧系電源と、
低電圧系電源と、
高電圧系の電圧を降圧変換した電圧を出力する変換手段とを備え、
低電圧系の電圧が前記変換手段の出力電圧を下回るとき、低電圧系負荷への電力供給が低電圧系電源からの電力供給から高電圧系電源からの前記変換手段を介した電力供給に切り替わる車両用電源制御装置において、
前記変換手段は、低電圧系の電圧変動を及ぼす動力源の動作前には前記低電圧系負荷の最大許容電圧より小さい第1の出力電圧を出力し、前記動力源の動作後には前記第1の出力電圧より小さく前記低電圧系負荷の最低作動電圧より僅かに大きい第2の出力電圧を出力することを特徴とする車両用電源制御装置。
A high-voltage power supply,
A low-voltage power supply,
Conversion means for outputting a voltage obtained by stepping down the voltage of the high voltage system,
When the voltage of the low voltage system is lower than the output voltage of the conversion means, the power supply to the low voltage system load is switched from the power supply from the low voltage system power supply to the power supply from the high voltage system power supply via the conversion means. In a vehicle power supply control device,
The conversion means outputs a first output voltage smaller than a maximum allowable voltage of the low voltage system load before the operation of the power source that causes voltage fluctuations in the low voltage system, and after the operation of the power source, the first output voltage is output. A vehicle power supply control device that outputs a second output voltage that is smaller than the output voltage of the low-voltage system load and slightly higher than the minimum operating voltage of the low-voltage load.
請求項1記載の車両用電源制御装置であって、
前記低電圧系負荷には常に電力供給が必要なバックアップ対象負荷が含まれ、前記最低作動電圧は該バックアップ対象負荷の最低作動電圧である、車両用電源制御装置。
The vehicle power supply control device according to claim 1,
The low-voltage load includes a backup target load that always needs to be supplied with power, and the minimum operating voltage is the minimum operating voltage of the backup target load.
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