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JP2015182657A - Power supply device for vehicle - Google Patents

Power supply device for vehicle Download PDF

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JP2015182657A
JP2015182657A JP2014061944A JP2014061944A JP2015182657A JP 2015182657 A JP2015182657 A JP 2015182657A JP 2014061944 A JP2014061944 A JP 2014061944A JP 2014061944 A JP2014061944 A JP 2014061944A JP 2015182657 A JP2015182657 A JP 2015182657A
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浩明 金谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to maintain adequate action of an electrical component and prevent an excessive battery load in a vehicle during idling stop.SOLUTION: A power supply device for a vehicle includes: a pressure rising part which rises an input voltage from a battery side and obtains an output voltage for a vehicular electrical component; a bypass part which is connected to the pressure rising part in parallel and obtains an output voltage having bypassed the pressure rising part; and a control part which performs control so as to block the bypass part during re-starting of an engine of the vehicle from idling stop and obtain an output voltage pressure-risen by the pressure rising part. Further, the control part determines deterioration of a battery and variably sets an output voltage value of the pressure rising part according to the result of such a deterioration determination.

Description

本発明は、バッテリ電圧に基づく動作電源電圧を車両電装品に供給する車両用電源装置についての技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a vehicle power supply device that supplies an operation power supply voltage based on a battery voltage to vehicle electrical components.

特開2007−223385号公報JP 2007-223385 A 特開2011−174414号公報JP 2011-174414 A 特開2010−247556号公報JP 2010-247556 A

アイドリングストップシステム(ISS)として、信号待ちやその他の一時的な停車の際に無用なアイドリングを行わないよう、車両のエンジンを停止するものが知られている。
上記特許文献1には、アイドリングストップ中に一時的に車両を停車させて無人状態で放置したような場合に、バッテリの上がりや劣化を抑制するために電力消費を抑制する技術が記載されている。
上記特許文献2には、アイドリングストップ装置が、バッテリの電圧低下を把握して、バッテリの劣化を示す情報を運転手等に報知できる技術が記載されている。
上記特許文献3には、 アイドリングストップの回数や時間等に基づいてバッテリの劣化状態を認識(出力電圧等を測定)する技術が記載されている。
As an idling stop system (ISS), there is known an idling stop system that stops a vehicle engine so as not to perform unnecessary idling when waiting for a signal or during other temporary stops.
Patent Document 1 describes a technique for suppressing power consumption in order to suppress battery rise and deterioration when a vehicle is temporarily stopped during idling stop and left unattended. .
Patent Document 2 describes a technique in which an idling stop device can grasp a voltage drop of a battery and notify a driver or the like of information indicating battery deterioration.
Patent Document 3 describes a technique for recognizing a deterioration state of a battery (measuring output voltage or the like) based on the number of idling stops, time, or the like.

ところでISS搭載車では、アイドリングストップ状態からのエンジン再始動時にセルモータを回すために比較的大きなバッテリ電力を用いる。
一方、アイドリングストップ中は、車両の電装品は電源オン状態のままである。例えばカーオーディオ、ナビゲーション装置、ヘッドライト、バックライト、フロントパネルディスプレイ、エアコンディショナー等の電装品は、アイドリングストップ前にオンであれば、アイドリングストップ中も電源オンのままで継続して動作する。
By the way, in an ISS-equipped vehicle, a relatively large battery power is used to rotate the cell motor when the engine is restarted from the idling stop state.
On the other hand, while idling is stopped, the electrical components of the vehicle remain in the power-on state. For example, if electrical components such as a car audio system, a navigation device, a headlight, a backlight, a front panel display, and an air conditioner are turned on before idling is stopped, they continue to operate while the power is on.

従ってアイドリングストップ後のエンジン再始動時には、車両の電装品が電源オン状態のままスタータ(セルモータ)を動作させことになるので、電気的負荷が一時的に増大し、バッテリの電源電圧が瞬低してしまう。
バッテリ電圧が瞬低することで、一部の電装品には大きな不都合が生ずる。例えばナビゲーション装置やカーオーディオでは、音が一時的に停止したり、ナビゲーションコントロールがリセットされて初期画面になってしまい、乗員に不快や不都合を与え、また操作負担を強いることになってしまう。
そこで、本発明はアイドリングストップ動作過程での以上のような不都合を回避し、電装品の適切な動作を維持しつつ、バッテリ負担をむやみに増大させないことを目的とする。
Therefore, when the engine is restarted after idling is stopped, the starter (cell motor) is operated while the electrical components of the vehicle are powered on, so that the electrical load temporarily increases and the power supply voltage of the battery drops instantaneously. End up.
Due to the instantaneous drop in battery voltage, some electrical components have a major disadvantage. For example, in a navigation device or car audio, the sound is temporarily stopped or the navigation control is reset to the initial screen, which causes discomfort and inconvenience to the occupant and imposes an operation burden.
Accordingly, an object of the present invention is to avoid the inconveniences described above in the idling stop operation process, and to maintain an appropriate operation of the electrical component while not unnecessarily increasing the battery burden.

第1に、本発明に係る車両用電源装置は、バッテリ側からの入力電圧を車両電装品の動作電源電圧として出力する車両用電源装置であって、前記入力電圧を昇圧して前記車両電装品への出力電圧を得る昇圧部と、前記昇圧部と並列に接続され、前記昇圧部をバイパスした電圧が出力電圧とされるようにするバイパス部と、車両のエンジンのアイドリングストップ状態からの再始動期間に、前記バイパス部を遮断し、前記昇圧部により昇圧された出力電圧が得られるように制御するとともに、前記バッテリの劣化判定を行い、該劣化判定の結果に応じて、前記昇圧部の出力電圧値を可変設定する処理を行う制御部と、を備えものである。
アイドリングストップ状態からのエンジン再始動の際にはスタータの動作によりバッテリ電圧が瞬間的に低下する。この間、車両電装品には十分な駆動電力を供給できないことが生ずる。そこで再始動時には昇圧部によりバッテリ側からの電圧を昇圧して車両電装品に供給する。またこの動作によりバッテリ負担が過大にならないように、バッテリの劣化の度合に応じて、昇圧出力電圧値を可変設定する。
1stly, the vehicle power supply device which concerns on this invention is a vehicle power supply device which outputs the input voltage from a battery side as an operation power supply voltage of a vehicle electrical component, Comprising: The said input voltage is stepped up and the said vehicle electrical component A booster for obtaining an output voltage to the power supply, a bypass connected to the booster in parallel, and a voltage bypassing the booster as an output voltage, and restarting the vehicle engine from an idling stop state During the period, the bypass unit is shut off, and control is performed so that an output voltage boosted by the booster unit is obtained, and the battery deterioration is determined, and the output of the booster unit is determined according to the result of the deterioration determination. And a control unit that performs a process of variably setting the voltage value.
When the engine is restarted from the idling stop state, the battery voltage instantaneously decreases due to the operation of the starter. During this time, sufficient drive power may not be supplied to the vehicle electrical components. Therefore, at the time of restart, the voltage from the battery side is boosted by the boosting unit and supplied to the vehicle electrical components. Further, the boosted output voltage value is variably set according to the degree of deterioration of the battery so that the battery load is not excessive due to this operation.

第2に、上記した本発明に係る車両用電源装置においては、前記制御部は、前記劣化判定により、前記バッテリが劣化しているとの判定結果を得た場合に、前記昇圧部の出力電圧値を、劣化していないとの判定結果を得た場合の出力電圧値より低い値に設定することが望ましい。
これによりバッテリの劣化時には、昇圧による負担を軽減し、バッテリの消耗度合を少なくする。
Second, in the vehicle power supply device according to the present invention described above, when the control unit obtains a determination result that the battery is deteriorated by the deterioration determination, the output voltage of the booster unit is It is desirable to set the value to a value lower than the output voltage value when the determination result that the deterioration has not occurred is obtained.
As a result, when the battery is deteriorated, the burden due to boosting is reduced, and the degree of battery consumption is reduced.

第3に、上記した本発明に係る車両用電源装置においては、前記制御部は、エンジン稼働中のバッテリ電圧値と、アイドリングストップ中のバッテリ電圧値と、前記再始動期間のバッテリ電圧低下量との、全部又は一部を用いて、前記劣化判定を行うことが望ましい。
これらによりバッテリの劣化度合を適切に判定できる。
3rdly, in the vehicle power supply device which concerns on above-mentioned this invention, the said control part is the battery voltage value during engine operation, the battery voltage value during idling stop, and the battery voltage fall amount in the said restart period. It is desirable to perform the deterioration determination using all or a part of the above.
By these, the deterioration degree of a battery can be determined appropriately.

第4に、上記した本発明に係る車両用電源装置においては、前記制御部は、アイドリングストップ中の前記バッテリの出力電流が所定値以上であるか否かの判定結果も、前記昇圧部の出力電圧値の設定条件に用いることが望ましい。
電流負荷が大きい場合も、昇圧電圧値を低下させることで負荷増大を抑え、各電装品の正常動作を維持する。
Fourthly, in the vehicle power supply device according to the present invention described above, the control unit also determines whether or not the output current of the battery during idling stop is greater than or equal to a predetermined value. It is desirable to use it as a voltage value setting condition.
Even when the current load is large, the boost voltage value is lowered to suppress the load increase, and the normal operation of each electrical component is maintained.

第5に、上記した本発明に係る車両用電源装置においては、前記制御部は、前記再始動期間以外は、前記バイパス部を機能させて、前記昇圧部を介さない出力電圧が前記車両電装品へ供給されるように制御することが望ましい。
エンジン再始動時以外は、昇圧動作を行わないことで、昇圧によるバッテリへの負担を最小限とする。
Fifth, in the above-described vehicle power supply device according to the present invention, the control unit causes the bypass unit to function during the period other than the restart period, and the output voltage not passing through the boosting unit is the vehicle electrical component. It is desirable to control so that it may be supplied to.
By not performing the boost operation except when the engine is restarted, the burden on the battery due to the boost is minimized.

本発明によれば、アイドリングストップからの再始動時に車両電装品の動作に不都合が生じることを回避しつつ、バッテリの負担を最小限化し、バッテリ劣化の進行が早まらないようにすることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the burden of a battery can be minimized and progress of battery deterioration can be prevented from progressing, avoiding that the problem of operation | movement of a vehicle electrical component arises at the time of restart from an idling stop.

本発明の実施の形態の車両用電源装置及び周辺装置のブロック図である。1 is a block diagram of a vehicle power supply device and peripheral devices according to an embodiment of the present invention. 実施の形態の車両用電源装置の制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the control processing of the power supply device for vehicles of an embodiment. 実施の形態の車両用電源装置のバッテリ劣化判定及びコンバータ出力設定の処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process of battery deterioration determination and converter output setting of the vehicle power supply device of the embodiment. 実施の形態の電圧瞬低及び昇圧電圧値設定の説明図である。It is explanatory drawing of the voltage sag and boost voltage value setting of embodiment.

<実施の形態の構成>
以下、本発明の実施の形態の車両用電源装置について説明する。
図1は実施の形態の車両用電源装置としてのコンバータ装置7及びその周辺装置を示している。ここでは主に車両に搭載されたバッテリ1から各種車両電装品への電源供給経路を示している。なお、実線は電源供給経路とし、破線は各種信号(制御信号や検出信号等)の経路としている。
<Configuration of the embodiment>
Hereinafter, a vehicle power supply device according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a converter device 7 as a vehicle power supply device according to the embodiment and its peripheral devices. Here, the power supply path from the battery 1 mounted on the vehicle to various vehicle electrical components is mainly shown. A solid line is a power supply path, and a broken line is a path for various signals (control signal, detection signal, etc.).

バッテリ1は車両に搭載されるバッテリであり、電源電圧として例えば12.6Vを出力する。バッテリ1からの電源電圧は、電流センサ2、メインフューズ3を介して各部に供給される。電流センサ2は例えば電流検出用の抵抗(シャント抵抗)などにより形成できる。
メインフューズ3以降は、個別のフューズ(4a,4b,4c・・・4x)を介して各車両電装品(5a,5b,5c・・・5x)に供給される。車両電装品(5a,5b,5c・・・5x)とは、ヘッドライト、バックライト、ターンシグナルランプその他の灯具、室内灯、フロントディスプレイユニット、パワーウインドウ、ECU(Electronic Control Unit)等の制御ユニット、撮像ユニット、カーオーディオ装置、ナビゲーション装置など多様である。但し、ここでは車両電装品5xは、例えばナビゲーション装置やカーオーディオ装置を想定している。
即ち各車両電装品(5a,5b,5c・・・)にはそれぞれフューズ(4a,4b,4c・・・)を介してバッテリ電源電圧が供給されるが、ナビゲーション装置やカーオーディオ装置である車両電装品5xに対しては、フューズ4x及びコンバータ装置7を介してバッテリ電源電圧が供給される構成としている。
The battery 1 is a battery mounted on the vehicle and outputs, for example, 12.6V as a power supply voltage. The power supply voltage from the battery 1 is supplied to each part via the current sensor 2 and the main fuse 3. The current sensor 2 can be formed by, for example, a current detection resistor (shunt resistor).
After the main fuse 3, it is supplied to each vehicle electrical component (5a, 5b, 5c... 5x) via individual fuses (4a, 4b, 4c... 4x). Vehicle electrical components (5a, 5b, 5c... 5x) are control units such as headlights, backlights, turn signal lamps and other lamps, room lights, front display units, power windows, ECUs (Electronic Control Units), etc. There are various types such as an imaging unit, a car audio device, and a navigation device. However, here, the vehicle electrical component 5x is assumed to be, for example, a navigation device or a car audio device.
That is, the battery power supply voltage is supplied to each vehicle electrical component (5a, 5b, 5c...) Through the fuse (4a, 4b, 4c...), But the vehicle is a navigation device or a car audio device. A battery power supply voltage is supplied to the electrical component 5x via the fuse 4x and the converter device 7.

またメインフューズ3以降のバッテリ電源電圧は、フューズ8、スタータスイッチ10を介してセルモータ部9にも供給される。例えば図示しない制御ユニット(ECU)からのセルスタート信号SSによってスタータスイッチ10がオンとされ、バッテリ電源電圧がセルモータ部9に供給され、セルモータ駆動によるクランキングが実行される。   The battery power supply voltage after the main fuse 3 is also supplied to the cell motor unit 9 via the fuse 8 and the starter switch 10. For example, the starter switch 10 is turned on by a cell start signal SS from a control unit (ECU) (not shown), the battery power supply voltage is supplied to the cell motor unit 9, and cranking by driving the cell motor is executed.

メインフューズ3の負荷側にはオルタネータ8が接続されている。オルタネータ8はエンジンの回転に応じて発電を行い、発電による充電電流をバッテリ1へ供給する。オルタネータ8による出力電圧は例えば14V程度である。   An alternator 8 is connected to the load side of the main fuse 3. The alternator 8 generates power according to the rotation of the engine and supplies a charging current generated by the power generation to the battery 1. The output voltage by the alternator 8 is, for example, about 14V.

アイドリングストップ制御部6は、ISS動作として、アイドリングストップに関する制御を行う部位として示している。実際には、アイドリングストップ制御部6は、例えばマイクロコンピュータにより構成された図示しないECU内で、ソフトウエアによって実現される機能の一つとして考えることができる。
アイドリングストップ制御部6は、信号待ち等による車両の走行停止を検出した際に、図示しないエンジンの一時停止制御を行う。またアイドリングストップ制御部6は、各種センサの検出情報等によりドライバーの発進動作(ブレーキを緩める等)を監視しており、発進動作の検出に応じて、エンジンを再始動させるように制御する。
これらに加え、本実施の形態の場合、アイドリングストップ制御部6は、コンバータ装置7との間で各種情報のやりとりを行う。例えばアイドリングストップ状態からのエンジン再始動の際には、エンジン再始動信号RSをコンバータ装置7に供給する。
またアイドリングストップ制御部6とコンバータ装置7の間は、例えばCAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)等による通信によって車両情報IMの送受信を行うことができる。
またアイドリングストップ制御部6は電流センサ2からの出力によってバッテリ出力電流値を得ることができる。このバッテリ出力電流値を車両情報IMの一つとしてコンバータ装置7に供給する。
The idling stop control unit 6 is shown as a part that performs control related to idling stop as the ISS operation. Actually, the idling stop control unit 6 can be considered as one of functions realized by software in an ECU (not shown) constituted by, for example, a microcomputer.
The idling stop control unit 6 performs temporary stop control of an engine (not shown) when detecting stoppage of the vehicle due to waiting for a signal or the like. The idling stop control unit 6 monitors the driver's starting operation (releasing the brake, etc.) based on detection information from various sensors, and controls the engine to restart in response to the detection of the starting operation.
In addition to these, in the case of the present embodiment, the idling stop control unit 6 exchanges various types of information with the converter device 7. For example, when the engine is restarted from the idling stop state, the engine restart signal RS is supplied to the converter device 7.
Further, the vehicle information IM can be transmitted and received between the idling stop control unit 6 and the converter device 7 by communication using, for example, a CAN (Controller Area Network), a LIN (Local Interconnect Network), or the like.
Further, the idling stop control unit 6 can obtain the battery output current value by the output from the current sensor 2. This battery output current value is supplied to the converter device 7 as one of the vehicle information IM.

コンバータ装置7、もしくは少なくともコンバータ装置7を有する電源装置が、本発明の車両用電源装置の実施の形態となる。
コンバータ装置7は、バッテリ1側からの入力電圧を車両電装品5xの動作電源電圧として出力する。このコンバータ装置7は、バイパス回路21、昇圧回路22、制御回路23、メモリ24を有する。
The converter device 7 or the power supply device having at least the converter device 7 is an embodiment of the vehicle power supply device of the present invention.
Converter device 7 outputs an input voltage from battery 1 as an operating power supply voltage of vehicle electrical component 5x. The converter device 7 includes a bypass circuit 21, a booster circuit 22, a control circuit 23, and a memory 24.

フューズ4xを介した電源経路において、コンバータ装置7内では、バイパス回路21と昇圧回路22が並列に接続されている。
バイパス回路21は例えばリレーにより構成されるスイッチとされ、昇圧回路22の入力側と出力側に接続されている。このリレーは例えばノーマルクローズタイプとされ、バイパス回路21は通常はオンとされているが、制御回路23からのバイパスオープン信号Bopが供給されることでオープン(つまりバイパス経路遮断)とされる。
昇圧回路22はDC−DCコンバータとして構成されており、フューズ4xを介したバッテリ1側からの入力電圧を昇圧して、車両電装品5xへの出力電圧を生成する。昇圧回路22は、制御回路23からの昇圧指示信号S1によって昇圧動作を行う。また昇圧出力電圧値が、制御回路23からの昇圧電圧指示信号S2によって設定される。
In the power supply path via the fuse 4x, in the converter device 7, the bypass circuit 21 and the booster circuit 22 are connected in parallel.
The bypass circuit 21 is a switch composed of a relay, for example, and is connected to the input side and the output side of the booster circuit 22. This relay is, for example, a normally closed type, and the bypass circuit 21 is normally turned on, but is opened when the bypass open signal Bop from the control circuit 23 is supplied (that is, the bypass path is cut off).
The booster circuit 22 is configured as a DC-DC converter, and boosts an input voltage from the battery 1 side via the fuse 4x to generate an output voltage to the vehicle electrical component 5x. The booster circuit 22 performs a boost operation in response to the boost instruction signal S1 from the control circuit 23. The boosted output voltage value is set by a boosted voltage instruction signal S2 from the control circuit 23.

制御回路23は、例えばマイクロコンピュータにより形成され、バイパス回路21、昇圧回路22の制御や、アイドリングストップ制御部6等との通信動作を行う。メモリ24は、制御回路23の処理のための各種情報記憶が行われる。メモリ24は制御回路23としてのマイクロコンピュータの内部メモリでもよいし、別チップのメモリでもよい。
この制御回路23は、基本的には、車両のエンジンがアイドリングストップ状態からの再始動を行う期間に、バイパス回路21をオフとしてバイパス経路を遮断し、昇圧回路22により昇圧された出力電圧が車両電装品5xに供給されるように制御する。
また制御回路23は各種情報に基づいてバッテリ1の劣化判定を行い、劣化判定の結果に応じて、昇圧回路22の出力電圧値を可変設定する処理を行う。
The control circuit 23 is formed by, for example, a microcomputer, and controls the bypass circuit 21 and the booster circuit 22 and performs a communication operation with the idling stop control unit 6 and the like. The memory 24 stores various information for processing of the control circuit 23. The memory 24 may be an internal memory of a microcomputer as the control circuit 23, or may be a memory of another chip.
This control circuit 23 basically shuts off the bypass path by turning off the bypass circuit 21 during the period when the engine of the vehicle restarts from the idling stop state, and the output voltage boosted by the booster circuit 22 is It controls so that it may be supplied to the electrical component 5x.
In addition, the control circuit 23 determines the deterioration of the battery 1 based on various information, and performs a process of variably setting the output voltage value of the booster circuit 22 according to the result of the deterioration determination.

具体的には制御回路23は、バイパスオープン信号Bopでバイパス回路21を制御する。また昇圧指示信号S1、昇圧電圧指示信号S2によって昇圧回路22の昇圧動作を制御する。
また制御回路23はアイドリングストップ制御部6との間でエンジン再始動信号RSや車両情報IMの通信を行う。また制御回路23には、ECU等からイグニッション信号IGNを受信する。また制御回路23は入力電圧Vin、出力電圧Voutを監視している。 なお、制御回路23は昇圧回路22のコンバータ動作時に出力電圧Voutを監視してコンバータ出力の安定化のための制御を行うこともできる。
Specifically, the control circuit 23 controls the bypass circuit 21 with the bypass open signal Bop. Further, the boosting operation of the boosting circuit 22 is controlled by the boosting instruction signal S1 and the boosting voltage instruction signal S2.
The control circuit 23 communicates an engine restart signal RS and vehicle information IM with the idling stop control unit 6. The control circuit 23 also receives an ignition signal IGN from the ECU or the like. The control circuit 23 monitors the input voltage Vin and the output voltage Vout. The control circuit 23 can also monitor the output voltage Vout during the converter operation of the booster circuit 22 and perform control for stabilizing the converter output.

このようなコンバータ装置7を設ける理由は次のとおりである。
アイドリングストップシステム(ISS)は、信号待ちの時などに、エンジンを一時停止させ、ドライバーの発進動作の検出に伴いエンジンを再始動させるシステムである。
アイドリングストップ前に電源オンとされていた車両電装品(5a,5b,5c・・・5xの一部又は全部)は、アイドリングストップ中及び再始動時もオンのままである。再始動時には全部又は一部の車両電装品をオンとしたままセルモータ部9を駆動することになるため、電気的に負荷が一時的に増大し、バッテリ1の電源電圧が一時的に瞬低してしまう。この場合に特に不具合を生ずるのが、カーオーディオやナビゲーション装置としての車両電装品5xである。これらの装置では、例えばバッテリ電圧の瞬低により音が途切れて乗員に不快な思いをさせたり、ナビゲーション画面が初期画面になってしまい、乗員に操作負担を強いるという不都合が生ずる。
特にカーオーディオやナビゲーション装置は、他の車両電装品よりも電源電圧瞬低に対して電気的耐性が低いことが通常である。
The reason for providing such a converter device 7 is as follows.
The idling stop system (ISS) is a system that temporarily stops the engine when waiting for a signal or the like, and restarts the engine upon detection of the start operation of the driver.
The vehicle electrical components (a part or all of 5a, 5b, 5c... 5x) that was turned on before idling stop remain on during idling stop and restart. At the time of restart, the cell motor unit 9 is driven with all or some of the vehicle electrical components turned on. Therefore, the electrical load increases temporarily, and the power supply voltage of the battery 1 temporarily decreases momentarily. End up. In this case, the vehicle electrical component 5x as a car audio or navigation device is particularly problematic. In these devices, for example, the sound is interrupted due to an instantaneous drop in the battery voltage, causing the passenger to feel uncomfortable, or the navigation screen becomes the initial screen, which causes an inconvenience of forcing the passenger to operate.
In particular, car audio and navigation devices usually have a lower electrical resistance to power supply voltage sag than other vehicle electrical components.

そこで本実施の形態では、そのような電源電圧瞬低に対して電気的耐性が低い車両電装品5xに対して、昇圧回路22(DC−DCコンバータ)を適用し、電源電圧が低下した時に昇圧により動作電源電圧の瞬低を抑え、通常の電源電圧、例えば13V程度を維持するようにする。これによりエンジン再始動時の不具合を解消する。
しかし、この動作はバッテリ1が劣化している場合、その劣化を早める一因にもなる。バッテリ劣化によりバッテリ出力電圧が低下している際には、昇圧幅が大きくなることで、昇圧時の電流消費がより多くなり、バッテリ1への負担が大きくなるためである。
Therefore, in the present embodiment, the booster circuit 22 (DC-DC converter) is applied to the vehicle electrical component 5x having low electrical resistance against such a power supply voltage sag and the voltage is boosted when the power supply voltage decreases. As a result, the instantaneous drop of the operating power supply voltage is suppressed, and a normal power supply voltage, for example, about 13 V is maintained. As a result, the problem at the time of engine restart is solved.
However, this operation also contributes to speeding up the deterioration of the battery 1 when it is deteriorated. This is because when the battery output voltage is lowered due to battery deterioration, the boosting width is increased, so that current consumption during boosting is increased and the burden on the battery 1 is increased.

そこで本実施の形態のコンバータ装置7は、次のように動作する。
コンバータ装置7は、通常は、バッテリ1から供給される電源を、バイパス回路21を経由して下流の車両電装品5xに電源供給する。
制御回路23は、エンジン再始動信号RSや車両情報IMにより、アイドリングストップに関する情報を得ている。そしてアイドリングストップ後のエンジン再始動時のみ、バイパス回路21を開放して、昇圧回路22で、低下した電源電圧を例えば13Vまで昇圧させて、車両電装品5xに供給する。この昇圧はエンジンの再始動が完了するまで継続する。エンジンの再始動を確認したら、制御回路23はバイパス回路21を閉じ、昇圧回路を停止させて通常状態に復帰する。
これらの動作過程において制御回路23は、バッテリ1の劣化判定を行い、劣化判定結果に応じて、昇圧回路22の昇圧電圧値を設定するようにしている。
Therefore, converter device 7 of the present embodiment operates as follows.
The converter device 7 normally supplies the power supplied from the battery 1 to the downstream vehicle electrical component 5 x via the bypass circuit 21.
The control circuit 23 obtains information related to idling stop by the engine restart signal RS and the vehicle information IM. Only when the engine is restarted after idling is stopped, the bypass circuit 21 is opened and the boosted circuit 22 boosts the reduced power supply voltage to, for example, 13 V and supplies it to the vehicle electrical component 5x. This pressure increase continues until the engine restart is completed. When the restart of the engine is confirmed, the control circuit 23 closes the bypass circuit 21, stops the booster circuit, and returns to the normal state.
In these operation processes, the control circuit 23 determines the deterioration of the battery 1 and sets the boosted voltage value of the booster circuit 22 in accordance with the deterioration determination result.

<実施の形態の処理例>
制御回路23による具体的な制御処理例を図2,図3で説明する。
図2は最初のエンジン始動からの制御回路23の処理を示している。
ステップS101で制御回路23は、イグニッション信号IGNによるエンジン始動を監視している。この場合のエンジンの「始動」とは、運転者が車両に登場してイグニッション操作を行うことによる始動である。アイドリングストップからの「再始動」ではない。以下ではエンジンの「始動」と「再始動」をこの意味で区別する。
またエンジンの「停止」とは、降車時等のドライバーのキー操作等に基づくエンジン停止を意味し、ISSによるエンジン停止は「アイドリングストップ」と表記する。
<Processing example of embodiment>
A specific example of control processing by the control circuit 23 will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 shows the processing of the control circuit 23 from the first engine start.
In step S101, the control circuit 23 monitors engine start with the ignition signal IGN. In this case, the “start” of the engine is a start when the driver appears in the vehicle and performs an ignition operation. It is not a "restart" from idling stop. In the following, “start” and “restart” of the engine are distinguished in this sense.
The “stop” of the engine means the engine stop based on the driver's key operation or the like when getting off the vehicle, and the engine stop by the ISS is expressed as “idling stop”.

ドライバーが乗車した際などのエンジンの始動の際には、ECU等の制御によりセルモータ部9が駆動されてクランキングが行われるが、この際、制御回路23はステップS102に進み、コンバータ装置7の電圧出力をオフとする。つまりバイパスオープン信号Bopを出力してバイパス回路21を開放し、かつ昇圧回路22も動作させない。このため車両電装品5xは動作電源が遮断された状態になり、動作は一時的に停止する。このようにすることで、エンジン始動時にバッテリ1の電流負荷を低減できる。またこれは乗車時などであるため、オーディオ装置で音が途切れても、乗員はさほど気にするものではなく、問題無い。
このような電圧出力をオフとする状態をステップS103で始動完了と判断するまで継続する。始動完了はイグニッション信号IGNの終了、又は車両情報IMにより確認できる。エンジン始動完了を確認したら、制御回路23はステップS104でバイパス回路21をオンとする。つまりバイパスリレーを開放していたバイパスオープン信号Bopを停止する。
なお、以上のステップS102、S103、S104の処理を省略し、エンジン始動時にバイパス回路21を機能させておくようにしてもよい。
When the engine is started, such as when the driver gets on, the cell motor unit 9 is driven and cranked by the control of the ECU or the like. At this time, the control circuit 23 proceeds to step S102, and the converter device 7 Turn off the voltage output. That is, the bypass open signal Bop is output to open the bypass circuit 21, and the booster circuit 22 is not operated. For this reason, the vehicle electrical component 5x is in a state where the operation power supply is cut off, and the operation is temporarily stopped. By doing in this way, the current load of the battery 1 can be reduced at the time of engine starting. In addition, since this is when riding, even if the sound is interrupted by the audio device, the occupant is not so concerned and there is no problem.
Such a state in which the voltage output is turned off is continued until it is determined in step S103 that the start is completed. Completion of the start can be confirmed by the end of the ignition signal IGN or the vehicle information IM. When the completion of engine start is confirmed, the control circuit 23 turns on the bypass circuit 21 in step S104. That is, the bypass open signal Bop that has opened the bypass relay is stopped.
Note that the processing in steps S102, S103, and S104 described above may be omitted, and the bypass circuit 21 may be allowed to function when the engine is started.

エンジン始動後はステップS105〜S115の処理を繰り返し実行する。
ステップS105で制御回路23は、バッテリ電圧平均値Vav1を取得するとともに、メモリ24に記憶する処理を行う。制御回路23は、例えば監視している入力電圧Vinに基づいてバッテリ電圧平均値Vav1を得る。例えば入力電圧Vinの値をデジタル値として、毎回ステップS105で累積加算し、累積加算値を累積数で除することでバッテリ電圧平均値Vav1を求める。或いは、アナログ的に求めるようにしてもよい。例えば時定数回路やローパスフィルタ回路で得られた出力電圧を平均値とし、デジタルデータ化してメモリ24に記憶するなどである。
このバッテリ電圧平均値Vav1は、エンジン稼働中の平均値である。つまりオルタネータ8での発電に基づくバッテリ1への充電が行われている期間の値となる。
制御回路23は、ステップS106でエンジン停止となるまで、アイドリングストップ中以外は、ステップS107からS105に戻り、バッテリ電圧平均値Vav1の算出/記憶(記憶値の更新)を行う。
After the engine is started, steps S105 to S115 are repeatedly executed.
In step S <b> 105, the control circuit 23 acquires the battery voltage average value Vav <b> 1 and stores it in the memory 24. The control circuit 23 obtains the battery voltage average value Vav1 based on the monitored input voltage Vin, for example. For example, the value of the input voltage Vin is converted into a digital value, and the battery voltage average value Vav1 is obtained by cumulatively adding in step S105 each time and dividing the cumulative added value by the cumulative number. Alternatively, it may be obtained in an analog manner. For example, an output voltage obtained by a time constant circuit or a low-pass filter circuit is averaged, converted into digital data, and stored in the memory 24.
This battery voltage average value Vav1 is an average value during engine operation. That is, this is the value of the period during which the battery 1 is charged based on the power generation by the alternator 8.
The control circuit 23 returns from step S107 to S105 except when idling is stopped until the engine is stopped in step S106, and calculates / stores (updates the stored value) the battery voltage average value Vav1.

ステップS106で制御回路23は、エンジン停止(ISS以外の降車時等のエンジン停止)か否かを判断する。車両情報IMによりエンジン停止を確認したら、図2の処理を終える。
ステップS107で制御回路23は、アイドリングストップ中であるか否かを確認する。上述のようにアイドリングストップ制御部6の制御により、信号待ちなどの停車中にはアイドリングストップが行われる。制御回路23は車両情報IMによりアイドリングストップ状態を検知する。そしてアイドリングストップ中は、ステップS108に進む。
In step S <b> 106, the control circuit 23 determines whether or not the engine is stopped (the engine is stopped when getting off other than ISS). If the engine stop is confirmed by the vehicle information IM, the process of FIG. 2 is finished.
In step S107, the control circuit 23 checks whether or not idling is stopped. As described above, the idling stop control unit 6 controls the idling stop during stoppage such as waiting for a signal. The control circuit 23 detects an idling stop state based on the vehicle information IM. During idling stop, the process proceeds to step S108.

制御回路23は、ステップS108ではエンジン再始動か否かを判断して処理を分岐する。アイドリングストップ制御部6からエンジン再始動信号RSが供給されると、再始動と判断する。
エンジン再始動信号RSが供給されていない場合、つまりアイドリングストップ中でまだ再始動を開始していない期間は、制御回路23はステップS109に進み、バッテリ電圧平均値Vav2を得、メモリ24に記憶する。例えば入力電圧Vinの値をデジタル値として、アイドリングストップ中にステップS109で累積加算し、累積加算値を累積数で除することでバッテリ電圧平均値Vav2を求める。或いはこの場合も、例えば時定数回路やローパスフィルタの出力電圧をデジタルデータ化してメモリ24に記憶するなどの処理としてもよい。つまりステップS105と同一の処理でよい。
このバッテリ電圧平均値Vav2は、エンジン回転停止中の平均値である。つまりオルタネータ8での発電が行われず、バッテリ1への充電が行われていない期間の値となる。
In step S108, the control circuit 23 determines whether or not the engine is restarted and branches the process. When the engine restart signal RS is supplied from the idling stop control unit 6, it is determined that the engine is restarted.
When the engine restart signal RS is not supplied, that is, during the period when idling is stopped and the restart is not yet started, the control circuit 23 proceeds to step S109 to obtain the battery voltage average value Vav2 and store it in the memory 24. . For example, the value of the input voltage Vin is converted into a digital value and cumulatively added in step S109 while idling is stopped, and the battery voltage average value Vav2 is obtained by dividing the cumulative added value by the cumulative number. Alternatively, in this case, for example, the output voltage of the time constant circuit or the low-pass filter may be converted into digital data and stored in the memory 24. That is, the same processing as step S105 may be performed.
The battery voltage average value Vav2 is an average value when the engine rotation is stopped. That is, the value is a period during which no power is generated in the alternator 8 and the battery 1 is not charged.

続いてステップS110で制御回路23は、電流センサ2で得られる電流センサ値をアイドリングストップ制御部6から取得し、電流センサ平均値Iavを求めてメモリ24に記憶する。即ちアイドリングストップ中のバッテリ1からの電流量の平均値を検出する。これはアイドリングストップ中の車両電装品5(5a〜5x)による負荷の程度を判断するためである。   Subsequently, in step S110, the control circuit 23 acquires the current sensor value obtained by the current sensor 2 from the idling stop control unit 6, obtains the current sensor average value Iav, and stores it in the memory 24. That is, the average value of the current amount from the battery 1 during idling stop is detected. This is to determine the degree of load caused by the vehicle electrical component 5 (5a to 5x) during idling stop.

続いてステップS111で制御回路23は、バッテリ1の劣化判定及び昇圧出力電圧設定処理を行う。昇圧出力電圧設定とは、昇圧回路22の昇圧による出力電圧値の設定のことである。このステップS111の処理については、図3により後述する。   Subsequently, in step S111, the control circuit 23 performs deterioration determination of the battery 1 and boosted output voltage setting processing. The boosted output voltage setting is a setting of an output voltage value by boosting of the booster circuit 22. The processing in step S111 will be described later with reference to FIG.

制御回路23はステップS111の後、ステップS106→S107→S108と進む。
このようにアイドリングストップ中は、制御回路23はステップS109,S110,S111を実行する。
そしてエンジン再始動信号RSにより再始動を検知したらステップS112に進む。この場合、制御回路23はバイパスオープン信号Bopを出力してバイパス回路21をオープンとする。同時に昇圧回路22に昇圧指示信号S1を出力し、昇圧動作を開始させる。また制御回路23は、この時点で同時に昇圧電圧指示信号S2により、ステップS111の設定による昇圧出力電圧値を昇圧回路22に指示する。
これにより再始動時には、昇圧回路22による出力電圧が車両電装品5xに供給されることになる。
なお制御回路23は、昇圧電圧指示信号S2をそれより前の時点(例えばステップS111の設定時)に昇圧回路22に与えて昇圧出力電圧を指示しておいてもよい。
After step S111, the control circuit 23 proceeds from step S106 → S107 → S108.
Thus, during idling stop, the control circuit 23 executes steps S109, S110, and S111.
If restart is detected by the engine restart signal RS, the process proceeds to step S112. In this case, the control circuit 23 outputs the bypass open signal Bop to open the bypass circuit 21. At the same time, the boost instruction signal S1 is output to the booster circuit 22 to start the boosting operation. At this time, the control circuit 23 simultaneously instructs the booster circuit 22 with the boosted output voltage value set in step S111 by the boosted voltage instruction signal S2.
Thereby, at the time of restart, the output voltage by the booster circuit 22 is supplied to the vehicle electrical component 5x.
The control circuit 23 may instruct the boosted output voltage by giving the boosted voltage instruction signal S2 to the booster circuit 22 at an earlier time point (for example, at the time of setting in step S111).

ステップS113で制御回路23は、バッテリ電圧低下量Vtを取得し、メモリ24に記憶する。再始動時にはバッテリ電圧は瞬間的に低下する。再始動時にはセルモータ部9によるクランキングが行われ、バッテリ1の負荷が大きくなるためである。例えば図4Aには時点t0で再始動が開始された場合のバッテリ電圧波形の一例を示している。例えば制御回路23は入力電圧Vinについての再始動直後のボトム値を検出する。そしてアイドリングストップ中にステップS109で監視している入力電圧Vinの値(又は算出するバッテリ電圧平均値Vav2でもよい)と、ボトム値の差分を求めることで、図4Aに示すバッテリ電圧低下量Vtを検出できる。このバッテリ電圧低下量Vtの値は、次回のアイドリングストップ中のステップS111で用いる。   In step S <b> 113, the control circuit 23 acquires the battery voltage decrease amount Vt and stores it in the memory 24. At restart, the battery voltage drops momentarily. This is because cranking by the cell motor unit 9 is performed at the time of restart, and the load on the battery 1 increases. For example, FIG. 4A shows an example of a battery voltage waveform when restart is started at time t0. For example, the control circuit 23 detects the bottom value immediately after the restart for the input voltage Vin. Then, by obtaining the difference between the value of the input voltage Vin monitored in step S109 during idling stop (or the calculated battery voltage average value Vav2) and the bottom value, the battery voltage decrease amount Vt shown in FIG. 4A can be obtained. It can be detected. The value of the battery voltage drop amount Vt is used in step S111 during the next idling stop.

その後、制御回路23は再始動を完了したことを例えば車両情報IMにより検知したらステップS114からS115に進み、昇圧回路22による昇圧動作を停止させるとともに、バイパスオープン信号Bopを終了させてバイパス回路21をオン(リレークローズ)する。これによりバッテリ電圧がそのまま車両電装品5xに供給される状態としてステップS105に戻る。
制御回路23は、以上のようにエンジン稼働中及びアイドリングストップ中の処理を、ステップS106でエンジン停止を検知するまで繰り返す。
Thereafter, when the control circuit 23 detects that the restart has been completed, for example, from the vehicle information IM, the process proceeds from step S114 to S115 to stop the boosting operation by the boosting circuit 22 and terminate the bypass open signal Bop to activate the bypass circuit 21. Turn on (relay closed). Accordingly, the battery voltage is supplied as it is to the vehicle electrical component 5x, and the process returns to step S105.
The control circuit 23 repeats the processes during engine operation and idling stop as described above until engine stop is detected in step S106.

アイドリングストップ中においてステップS111で行うバッテリ劣化判定及び昇圧出力電圧設定処理について図3で詳しく説明する。
制御回路23はステップS201で、エンジン稼働中に取得してメモリ24に記憶したバッテリ電圧平均値Vav1を確認し、これが所定値(例えば12.5V)未満であるか否かを確認する。
バッテリ電圧平均値Vav1が12.5Vを越えていればステップS205に進み、通常出力判定を行う。つまり制御回路23は特にバッテリ劣化は認められないとする。この場合、昇圧回路22による出力電圧設定値を13Vとする。
The battery deterioration determination and boosted output voltage setting process performed in step S111 while idling is stopped will be described in detail with reference to FIG.
In step S201, the control circuit 23 checks the battery voltage average value Vav1 acquired during engine operation and stored in the memory 24, and checks whether this is less than a predetermined value (for example, 12.5 V).
If the battery voltage average value Vav1 exceeds 12.5 V, the process proceeds to step S205, and normal output determination is performed. That is, it is assumed that the control circuit 23 does not particularly recognize battery deterioration. In this case, the output voltage set value by the booster circuit 22 is set to 13V.

ステップS201でバッテリ電圧平均値Vav1が12.5V未満であった場合は、制御回路23はステップS202で、今回のアイドリングストップ中のバッテリ電圧平均値Vav2が所定値(例えば12V)未満であるか否かを確認する。バッテリ電圧平均値Vav2は直前のステップS109で取得し、メモリ24に記憶した値である。
バッテリ電圧平均値Vav2が12Vを越えていればステップS205に進み、同様にバッテリ劣化のない通常出力と判定し、昇圧回路22による出力電圧設定値を13Vとする。
When the battery voltage average value Vav1 is less than 12.5V in step S201, the control circuit 23 determines in step S202 whether the battery voltage average value Vav2 during the current idling stop is less than a predetermined value (for example, 12V). To check. The battery voltage average value Vav2 is a value obtained in the previous step S109 and stored in the memory 24.
If the battery voltage average value Vav2 exceeds 12V, the process proceeds to step S205, where it is similarly determined that there is no battery deterioration, and the output voltage set value by the booster circuit 22 is set to 13V.

ステップS202でバッテリ電圧平均値Vav2が12V未満であった場合は、制御回路23はステップS203で、今回のアイドリングストップ中の電流センサ平均値Iavが所定値(例えば80A)未満であるか否かを確認する。電流センサ平均値Iavは直前のステップS110で取得し、メモリ24に記憶した値である。電流センサ平均値Iavが80Aを越えていればステップS206に進む。
また電流センサ平均値Iavが80A未満であった場合、制御回路23はステップS204で前回のエンジン再始動時のバッテリ電圧低下量Vtが所定値(例えば3.5V)を越えているか否かを判断する。バッテリ電圧低下量Vtは前回のエンジン再始動時にステップS113で取得し、メモリ24に記憶した値である。バッテリ電圧低下量Vtが3.5V以下であればステップS206に進む。
When the battery voltage average value Vav2 is less than 12V in step S202, the control circuit 23 determines in step S203 whether or not the current sensor average value Iav during the current idling stop is less than a predetermined value (for example, 80A). Check. The current sensor average value Iav is a value acquired in the immediately preceding step S110 and stored in the memory 24. If the current sensor average value Iav exceeds 80 A, the process proceeds to step S206.
If the current sensor average value Iav is less than 80 A, the control circuit 23 determines whether or not the battery voltage drop amount Vt at the previous engine restart exceeds a predetermined value (for example, 3.5 V) in step S204. To do. The battery voltage drop amount Vt is a value acquired in step S113 and stored in the memory 24 at the previous engine restart. If the battery voltage drop Vt is 3.5 V or less, the process proceeds to step S206.

ステップS203からS206に進む場合とは、電流負荷が大きい場合である。またステップS204からS206に進む場合とは、バッテリ劣化の可能性が認められる場合である。
そのため制御回路23はステップS206で、バッテリ劣化又は高負荷状態との判定を行う。即ち制御回路23はバッテリ劣化の可能性や高負荷状態に鑑みて、昇圧回路22の出力電圧設定を行う。例えば図4Bの特性に従って入力電圧に応じた出力電圧設定を行う。例えば入力電圧Vinが12V以上であれば出力電圧設定値=13V、入力電圧Vinが11V以下であれば、出力電圧設定値=10V、入力電圧Vinが11〜12Vの間である場合、出力電圧設定値は10〜13Vの値とする。
The case where the process proceeds from step S203 to S206 is a case where the current load is large. The case where the process proceeds from step S204 to S206 is a case where the possibility of battery deterioration is recognized.
Therefore, the control circuit 23 determines in step S206 that the battery has deteriorated or is in a high load state. That is, the control circuit 23 sets the output voltage of the booster circuit 22 in view of the possibility of battery deterioration and a high load state. For example, the output voltage is set according to the input voltage according to the characteristics shown in FIG. 4B. For example, if the input voltage Vin is 12V or more, the output voltage setting value = 13V, if the input voltage Vin is 11V or less, the output voltage setting value = 10V, and the input voltage Vin is between 11-12V, the output voltage setting The value is 10 to 13V.

また制御回路23は、ステップS204で前回のエンジン再始動時のバッテリ電圧低下量Vtが所定値(例えば3.5V)を越えていた場合、ステップS207に進み、バッテリ劣化判定を行う。つまりバッテリ1が劣化しているとし、昇圧回路22の出力電圧設定値=10Vとする。   If the battery voltage drop amount Vt at the previous engine restart exceeds a predetermined value (for example, 3.5 V) in step S204, the control circuit 23 proceeds to step S207 and performs battery deterioration determination. That is, assuming that the battery 1 is deteriorated, the output voltage setting value of the booster circuit 22 is set to 10V.

以上の図3の処理により、ステップS205,S206,S207のいずれかで設定された出力電圧設定値が、その後の再始動時の昇圧回路22の出力電圧設定値とされる。即ち再始動時の昇圧回路22の出力電圧が、バッテリ1の劣化判断や負荷状態により可変設定されることになる。   With the processing in FIG. 3 described above, the output voltage setting value set in any of steps S205, S206, and S207 is set as the output voltage setting value of the booster circuit 22 at the subsequent restart. That is, the output voltage of the booster circuit 22 at the time of restart is variably set depending on the deterioration determination of the battery 1 and the load state.

<まとめ>
本実施の形態では、次のような効果が得られる。
実施の形態のコンバータ装置7は、バッテリ1からの入力電圧Vinを昇圧して車両電装品5xへの出力電圧Voutを得る昇圧回路22と、昇圧回路22と並列に接続され、昇圧回路22をバイパスした電圧が出力電圧Voutとされるようにするバイパス回路21を備える。そして制御回路23は、アイドリングストップ状態からの再始動期間に、バイパス回路21を遮断(リレーオープン)し、昇圧回路22により昇圧された出力電圧Voutが得られるように制御する。
アイドリングストップ状態からのエンジン再始動の際にはスタータの動作によりバッテリ電圧が瞬間的に低下するが、本実施の形態では、この間、昇圧回路22で例えば13Vに昇圧した出力電圧Voutが車両電装品5xに供給されるようにしている。このため車両電装品5xにおいて正常な動作状態が保たれ、乗員に不快や不都合を与えることを解消できる。例えばカーオーディオ装置の場合に音が途切れてしまったり、ナビゲーション装置の場合にリセットが働くなどの不具合は解消される。
<Summary>
In the present embodiment, the following effects can be obtained.
The converter device 7 of the embodiment boosts the input voltage Vin from the battery 1 to obtain the output voltage Vout to the vehicle electrical component 5x, and is connected in parallel with the booster circuit 22 and bypasses the booster circuit 22. The bypass circuit 21 is provided so that the output voltage is set to the output voltage Vout. Then, the control circuit 23 controls the bypass circuit 21 to be shut off (relay open) during the restart period from the idling stop state so that the output voltage Vout boosted by the boost circuit 22 is obtained.
When the engine is restarted from the idling stop state, the battery voltage instantaneously decreases due to the operation of the starter. In this embodiment, the output voltage Vout boosted to, for example, 13 V by the booster circuit 22 during this period is the vehicle electrical component. 5x is supplied. For this reason, the normal operation state is maintained in the vehicle electrical component 5x, and it is possible to eliminate the discomfort and inconvenience to the occupant. For example, problems such as the sound being interrupted in the case of a car audio device and resetting in the case of a navigation device are eliminated.

さらに本実施の形態では、制御回路23はバッテリ1の劣化判定を行い、劣化判定の結果に応じて、昇圧回路22の出力電圧設定値を可変設定する。特に制御回路23は、バッテリ1が劣化しているとの判定結果を得た場合に、昇圧回路22の出力電圧設定値を、劣化していないとの判定結果を得た場合の出力電圧設定値より低い値とする。
このようにバッテリ1の劣化判断に応じて昇圧出力電圧が可変されることで、バッテリ1の負荷を低減し、バッテリ劣化の進行を抑え、結果としてバッテリ1の長寿命化に貢献できる。
そもそもセルモータ部9を動作させるための負荷が大きい状態のときに昇圧を実行することはバッテリ1への負担が大きい。そこで、劣化状態のときは、昇圧回路22の出力電圧設定値を低くする(例えば10Vとする)ことで、バッテリ負担が過大にならないようにするものである。
例えば通常時の昇圧出力電圧を13V、バッテリ劣化時の昇圧出力電圧を10Vとすれば、商厚地の電流出力を約20%低減でき、バッテリ長寿命化とともに、バッテリ1がアイドリングストップ制御禁止領域に入るまでを遅延させることができる。
Further, in the present embodiment, the control circuit 23 determines the deterioration of the battery 1 and variably sets the output voltage setting value of the booster circuit 22 according to the result of the deterioration determination. In particular, when the control circuit 23 obtains the determination result that the battery 1 is deteriorated, the output voltage setting value of the booster circuit 22 is obtained as the output voltage setting value obtained when the battery 1 is not deteriorated. Lower value.
As described above, the boosted output voltage is varied according to the deterioration determination of the battery 1, thereby reducing the load on the battery 1, suppressing the progress of the battery deterioration, and consequently contributing to the extension of the life of the battery 1.
In the first place, when the load for operating the cell motor unit 9 is large, it is a heavy burden on the battery 1 to perform boosting. Therefore, when the battery is in a degraded state, the output voltage set value of the booster circuit 22 is lowered (for example, 10 V) so that the battery load is not excessive.
For example, if the boosted output voltage during normal operation is 13 V and the boosted output voltage during battery deterioration is 10 V, the current output at the commercial outlet can be reduced by about 20%, and the battery 1 can be put into the idling stop control prohibited region along with the extension of the battery life. It can be delayed until it enters.

また制御回路23は、エンジン稼働中のバッテリ電圧値(バッテリ電圧平均値Vav1)と、アイドリングストップ中のバッテリ電圧値(バッテリ電圧平均値Vav2)と、再始動期間のバッテリ電圧低下量Vtを用いて、バッテリ劣化判定を行うようにしている。これによりバッテリの劣化度合を適切に判定できる。
バッテリ電圧平均値Vav1はオルタネータ8による発電中であるため、入力電圧Vinはバッテリ1のみによるものとはならないが、このバッテリ電圧平均値Vav1が十分な値であれば、バッテリ1の劣化がないことの指標になる。
バッテリ電圧平均値Vav2はオルタネータ8による発電が行われていない期間の値であるため、バッテリ1の劣化について直接的な指標になる。
バッテリ電圧低下量Vtは、劣化しているほど大きくなるため、これもバッテリ劣化判定の適切な指標となる。
従って図3の処理により劣化判定を行うことで、判定の信頼度を高くできる。
なお、例えばバッテリ電圧平均値Vav1とバッテリ電圧平均値Vav2の差分を劣化判定指標として使用してもよい。
またバッテリ電圧平均値Vav1、Vav2、バッテリ電圧低下量Vtの3つを用いなくとも、これらの1つ或いは2つの指標で劣化判定を行っても良い。
またエンジン稼働中及びアイドリングストップ中のバッテリ電圧値として平均値を用いているが、平均値ではなく、最新値を用いても良い。但し平均値を用いることで、バッテリ劣化に起因しない何らかの他の原因による電圧変動によって誤判定が生じることを回避できる。
The control circuit 23 uses the battery voltage value during operation of the engine (battery voltage average value Vav1), the battery voltage value during idling stop (battery voltage average value Vav2), and the battery voltage decrease amount Vt during the restart period. The battery deterioration is determined. Thereby, the deterioration degree of a battery can be determined appropriately.
Since the battery voltage average value Vav1 is being generated by the alternator 8, the input voltage Vin does not depend only on the battery 1. However, if the battery voltage average value Vav1 is a sufficient value, the battery 1 is not deteriorated. It becomes an indicator.
Since the battery voltage average value Vav2 is a value during a period in which power generation by the alternator 8 is not performed, it is a direct index for the deterioration of the battery 1.
Since the battery voltage drop amount Vt increases as it deteriorates, this is also an appropriate index for battery deterioration determination.
Therefore, by performing the deterioration determination by the process of FIG. 3, the reliability of the determination can be increased.
Note that, for example, a difference between the battery voltage average value Vav1 and the battery voltage average value Vav2 may be used as a deterioration determination index.
Further, the deterioration determination may be performed using one or two of these indices without using three of the battery voltage average values Vav1 and Vav2 and the battery voltage drop amount Vt.
Further, although the average value is used as the battery voltage value during engine operation and idling stop, the latest value may be used instead of the average value. However, by using the average value, it is possible to avoid erroneous determination due to voltage fluctuation due to some other cause not caused by battery deterioration.

また制御回路23は、アイドリングストップ中のバッテリの出力電流(電流センサ平均値Iav)が所定値以上であるか否かの判定結果も、昇圧回路22の出力電圧設定値の設定条件に用いている。電流負荷が大きい場合も、昇圧電圧値を低下させ、昇圧で消費する電流を抑えることで、バッテリ1への負荷の低減、各電装品の正常動作の維持の点で好適となる。   The control circuit 23 also uses the determination result of whether or not the output current (current sensor average value Iav) of the battery during idling stop is equal to or greater than a predetermined value as the setting condition of the output voltage set value of the booster circuit 22. . Even when the current load is large, the boosted voltage value is reduced to suppress the current consumed by the boost, which is preferable in terms of reducing the load on the battery 1 and maintaining the normal operation of each electrical component.

また制御回路23は、再始動期間以外は、バイパス回路21を機能させて昇圧回路22を介さない出力電圧Voutが車両電装品5xへ供給されるように制御している(図2のステップS104,S115)。エンジン再始動時以外は、昇圧動作を行わないようにすることで、昇圧によるバッテリ1への負担を最小限とすることができる。これもバッテリ劣化進行を早めないことに貢献する。
また図2の処理ではバイパス回路21をオープンとする期間は再始動時及びエンジン始動時のみであり、クローズとする期間に比べて非常に短いことが通常となる。従ってバイパス回路21をノーマルクローズのリレーで構成することが望ましい。但し、もちろんノーマルオープンのリレーを用いる例も考えられる。さらにリレー以外のスイッチ素子を用いても良い。
Further, the control circuit 23 controls the bypass circuit 21 to function so that the output voltage Vout not via the booster circuit 22 is supplied to the vehicle electrical component 5x except for the restart period (step S104 in FIG. 2). S115). By not performing the boost operation except when the engine is restarted, the burden on the battery 1 due to the boost can be minimized. This also contributes to not accelerating battery deterioration.
In the process of FIG. 2, the period during which the bypass circuit 21 is opened is only at the time of restart and engine start, and is usually much shorter than the period during which the bypass circuit 21 is closed. Therefore, it is desirable to configure the bypass circuit 21 with a normally closed relay. However, of course, an example using a normally open relay is also conceivable. Further, a switching element other than the relay may be used.

なお、実施の形態の構成や処理は一例である。上記以外に多様な構成例や処理例が考えられる。
図3の処理では、バッテリ1の劣化の可能性があるときに、ステップS203で電流センサ平均値Iavを確認したが、バッテリ1の劣化とは無関係に電流センサ平均値Iavを確認し、電流負荷が大きいときは、出力電圧設定値を低下させるような例も考えられる。
図3の判断で使用する所定値、即ちステップS201の12.5V、ステップS202の12V、ステップS203の80A、ステップS204の3.5Vは、全て一例である。これ以外の値を判定基準とすることも当然考えられる。
また昇圧回路22の出力電圧設定値としての13Vや10V、さらに図4Bの特性も一例にすぎない。
また制御回路23はコンバータ装置7の構成要素として説明したが、例えばECUが制御回路23として機能するようにしてもよい。
またコンバータ装置7を設ける車両電装品5xとしては、カーオーディオ装置やナビゲーション装置に限られないことはいうまでもない。
Note that the configuration and processing of the embodiment are merely examples. Various configuration examples and processing examples other than the above are conceivable.
In the process of FIG. 3, when there is a possibility of deterioration of the battery 1, the current sensor average value Iav is confirmed in step S203. However, the current sensor average value Iav is confirmed regardless of the deterioration of the battery 1, and the current load is When is large, an example in which the output voltage set value is lowered is also conceivable.
The predetermined values used in the determination of FIG. 3, that is, 12.5V in step S201, 12V in step S202, 80A in step S203, and 3.5V in step S204 are all examples. Of course, it is conceivable to use a value other than this as a criterion.
Further, 13V and 10V as the output voltage set value of the booster circuit 22, and the characteristics of FIG. 4B are merely examples.
Further, although the control circuit 23 has been described as a component of the converter device 7, for example, an ECU may function as the control circuit 23.
Needless to say, the vehicle electrical component 5x provided with the converter device 7 is not limited to a car audio device or a navigation device.

1…バッテリ、5a,5b〜5x…車両電装品、6…アイドリングストップ制御部、7…コンバータ装置、21…バイパス回路、22…昇圧回路、23…制御回路、24…メモリ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery, 5a, 5b-5x ... Vehicle electrical component, 6 ... Idling stop control part, 7 ... Converter apparatus, 21 ... Bypass circuit, 22 ... Booster circuit, 23 ... Control circuit, 24 ... Memory

Claims (5)

バッテリ側からの入力電圧を車両電装品の動作電源電圧として出力する車両用電源装置であって、
前記入力電圧を昇圧して前記車両電装品への出力電圧を得る昇圧部と、
前記昇圧部と並列に接続され、前記昇圧部をバイパスした電圧が出力電圧とされるようにするバイパス部と、
車両のエンジンのアイドリングストップ状態からの再始動期間に、前記バイパス部を遮断し、前記昇圧部により昇圧された出力電圧が得られるように制御するとともに、前記バッテリの劣化判定を行い、該劣化判定の結果に応じて、前記昇圧部の出力電圧値を可変設定する処理を行う制御部と、を備えた
車両用電源装置。
A vehicle power supply device that outputs an input voltage from a battery side as an operation power supply voltage of a vehicle electrical component,
A booster that boosts the input voltage to obtain an output voltage to the vehicle electrical component;
A bypass unit connected in parallel with the booster unit, so that a voltage bypassing the booster unit is an output voltage;
During the restart period from the idling stop state of the engine of the vehicle, the bypass unit is shut off and control is performed so as to obtain the output voltage boosted by the boosting unit, and the battery is determined for deterioration, and the deterioration determination is performed. And a control unit that performs a process of variably setting the output voltage value of the boosting unit according to the result.
前記制御部は、前記劣化判定により、前記バッテリが劣化しているとの判定結果を得た場合に、前記昇圧部の出力電圧値を、劣化していないとの判定結果を得た場合の出力電圧値より低い値に設定する
請求項1に記載の車両用電源装置。
When the control unit obtains a determination result that the battery is deteriorated by the deterioration determination, the output when the output voltage value of the boosting unit is not deteriorated is obtained. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the power supply device is set to a value lower than the voltage value.
前記制御部は、
エンジン稼働中のバッテリ電圧値と、アイドリングストップ中のバッテリ電圧値と、前記再始動期間のバッテリ電圧低下量との、全部又は一部を用いて、前記劣化判定を行う
請求項1又は請求項2に記載の車両用電源装置。
The controller is
The deterioration determination is performed using all or a part of a battery voltage value during engine operation, a battery voltage value during idling stop, and a battery voltage decrease amount during the restart period. The vehicle power supply device described in 1.
前記制御部は、
アイドリングストップ中の前記バッテリの出力電流が所定値以上であるか否かの判定結果も、前記昇圧部の出力電圧値の設定条件に用いる
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の車両用電源装置。
The controller is
The vehicle determination device according to any one of claims 1 to 3, wherein a determination result as to whether or not the output current of the battery during idling stop is equal to or greater than a predetermined value is also used as a setting condition for the output voltage value of the booster. Power supply.
前記制御部は、
前記再始動期間以外は、前記バイパス部を機能させて、前記昇圧部を介さない出力電圧が前記車両電装品へ供給されるように制御する
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の車両用電源装置。
The controller is
5. The vehicle according to claim 1, wherein the vehicle is controlled so that an output voltage that does not pass through the boosting unit is supplied to the vehicle electrical component except for the restart period. Power supply.
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