JP5310092B2 - Vehicle power supply - Google Patents
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Description
本発明は、主電源と副電源とからなる2つの電源を備え、車両の減速時に発電機で発生した回生エネルギを副電源に充電して利用する車両用電源装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicular power supply apparatus that includes two power supplies including a main power supply and a sub power supply, and charges the regenerative energy generated by a generator when the vehicle is decelerated to the sub power supply.
従来の車両用電源装置としては、車両の減速時に発電機で発生した回生エネルギを副電源に充電し、副電源の電圧を変圧するDC/DCコンバータを経由して主電源に充電するものがある。 As a conventional vehicle power supply device, there is one that charges a regenerative energy generated by a generator when a vehicle decelerates to a sub power source and charges a main power source via a DC / DC converter that transforms the voltage of the sub power source. .
また、副電源と主電源との間にスイッチを設け、DC/DCコンバータを経由せずに副電源から主電源へ直接充電するために副電源と主電源との電圧差が所定の値より小さいときにスイッチを閉じる。 In addition, a switch is provided between the sub power supply and the main power supply, and the voltage difference between the sub power supply and the main power supply is smaller than a predetermined value in order to charge directly from the sub power supply to the main power supply without going through the DC / DC converter. When closing the switch.
DC/DCコンバータが変圧動作を行っているときにスイッチを閉じると、DC/DCコンバータの入力端と出力端とのショートが生じる。ショートが生じないようにするためにDC/DCコンバータの変圧動作を停止してからスイッチを閉じると、主電源への給電断が生じてしまう。 If the switch is closed while the DC / DC converter is performing a transformation operation, a short circuit between the input end and the output end of the DC / DC converter occurs. If the switch is closed after the transformation operation of the DC / DC converter is stopped in order to prevent a short circuit from occurring, the power supply to the main power supply is interrupted.
このため、従来の車両用電源装置では、ショートおよび給電断が起こらないようにするために、DC/DCコンバータの変圧動作の停止制御と、スイッチを閉じる制御とを同時に行う必要があった。 For this reason, in the conventional vehicle power supply device, it is necessary to simultaneously perform the stop control of the transformation operation of the DC / DC converter and the control of closing the switch in order to prevent short circuit and power supply interruption.
なお、先行技術文献としては、例えば、特許文献1が知られている。
従来の車両用電源装置では、スイッチを閉じるときショートおよび給電断が起こらないようするには、DC/DCコンバータの変圧動作の停止制御と、スイッチを閉じる制御との両方を同時に行う必要があるという問題があった。 In the conventional vehicle power supply device, there is a problem that both the control for stopping the transformation operation of the DC / DC converter and the control for closing the switch need to be performed at the same time in order to prevent short circuit and power interruption when closing the switch. there were.
本発明は、従来の問題を解決するためになされたものであり、スイッチを閉じる際、スイッチを閉じる制御のみでショートおよび給電断が起こらないようにできる車両用電源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a vehicular power supply device that can prevent a short circuit and a power interruption from occurring only by a control for closing the switch when the switch is closed. To do.
本発明の車両用電源装置は、スタータ機能および発電機能を備えた発電機と、前記発電機と各々に接続した副電源および前記副電源よりも定格電圧が高い主電源とからなる2つの電源と、前記副電源の電圧を降圧して出力するDC/DCコンバータと、前記主電源と前記DC/DCコンバータとを接続するダイオードと、前記主電源に接続する電気的負荷と、前記主電源と前記副電源との間に設けたスイッチと、前記副電源の出力電圧を検出する電圧検出センサと、前記スイッチの開閉を制御する制御装置とを備え、前記ダイオードのアノード側を前記DC/DCコンバータの出力端に接続するとともにカソード側を前記主電源に接続し、前記制御装置は、エンジン始動時に、前記電圧検出センサが検出した電圧が所定の電圧より小さい場合に、前記DC/DCコンバータを動作させたまま前記スイッチを閉じるように制御するものである。 The vehicle power supply device of the present invention includes two power sources including a generator having a starter function and a power generation function, a sub power source connected to the power generator, and a main power source having a higher rated voltage than the sub power source. A DC / DC converter for stepping down and outputting the voltage of the sub-power supply, a diode for connecting the main power supply and the DC / DC converter, an electrical load connected to the main power supply, the main power supply, and the A switch provided between the auxiliary power supply, a voltage detection sensor that detects an output voltage of the auxiliary power supply, and a control device that controls opening and closing of the switch, and the anode side of the diode is connected to the DC / DC converter. When the cathode is connected to the main power source and the control device is connected to the output terminal and the voltage detected by the voltage detection sensor is smaller than a predetermined voltage when the engine is started And it controls to close the switch while operating the said DC / DC converter.
本発明は、スイッチを閉じたとき、ダイオードによってDC/DCコンバータの入力端と出力端とが絶縁されておりショートが発生しない。 In the present invention, when the switch is closed, the input end and the output end of the DC / DC converter are insulated by the diode, so that no short circuit occurs.
このため、本発明は、スイッチを閉じる際にDC/DCコンバータの降圧動作の停止制御を行う必要がなく、スイッチを閉じる制御のみでショートおよび給電断が生じないようにすることができる。 Therefore, according to the present invention, it is not necessary to perform stop control of the step-down operation of the DC / DC converter when the switch is closed, and it is possible to prevent a short circuit and power interruption from occurring only by the control for closing the switch.
以下、本発明の一実施の形態における車両用電源装置について、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施の形態における車両用電源装置のブロック図である。 Hereinafter, a vehicle power supply device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a vehicle power supply device according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、車両用電源装置1は、エンジンから駆動したモータにより発電する発電機2と、副電源3と主電源4とからなる2つの電源とを備えるものである。例えば、副電源3の定格電圧は18V程度、主電源4の定格電圧は14V程度である。 As shown in FIG. 1, the vehicle power supply device 1 includes a generator 2 that generates electric power from a motor driven from an engine, and two power sources including a sub power source 3 and a main power source 4. For example, the rated voltage of the sub power supply 3 is about 18V, and the rated voltage of the main power supply 4 is about 14V.
副電源3または発電機2と、車両音響機器などの電気的負荷5を接続する主電源4とは、DC/DCコンバータ6およびダイオード7を介して電気的に接続される。このDC/DCコンバータ6は副電源3の電圧を降圧して出力する。ダイオード7のアノード側は、DC/DCコンバータ6の出力端に接続され、カソード側は主電源4に接続される。 The sub power supply 3 or the generator 2 and the main power supply 4 that connects the electrical load 5 such as a vehicle acoustic device are electrically connected via a DC / DC converter 6 and a diode 7. The DC / DC converter 6 steps down the voltage of the sub power supply 3 and outputs it. The anode side of the diode 7 is connected to the output terminal of the DC / DC converter 6, and the cathode side is connected to the main power supply 4.
さらに、副電源3または発電機2と、主電源4との間には機械式リレーからなるスイッチ8を設ける。このスイッチ8は、制御装置9から出力されるスイッチ制御信号により開閉する。上述したダイオード7は、このスイッチ8を閉じたときに生じるDC/DCコンバータ6の入力端と出力端とのショートを防止するものである。 Further, a switch 8 formed of a mechanical relay is provided between the sub power source 3 or the generator 2 and the main power source 4. The switch 8 is opened and closed by a switch control signal output from the control device 9. The diode 7 described above prevents a short circuit between the input end and the output end of the DC / DC converter 6 that occurs when the switch 8 is closed.
また、上述した副電源3の出力端に第1の電圧検出センサ10を設けるとともに、主電源4の出力端に第2の電圧検出センサ11を設ける。各々、接続した電源の出力電圧を検出して、電圧値信号を制御装置9へ通知する。 In addition, the first voltage detection sensor 10 is provided at the output end of the sub power supply 3 described above, and the second voltage detection sensor 11 is provided at the output end of the main power supply 4. Each detects the output voltage of the connected power supply and notifies the control device 9 of the voltage value signal.
制御装置9は、第1の電圧検出センサ10および第2の電圧検出センサ11が検出した電圧に基づいてスイッチ8の開閉を制御する。車両が走行している間は、制御装置9はスイッチ8を開く制御を行う。 The control device 9 controls opening and closing of the switch 8 based on the voltages detected by the first voltage detection sensor 10 and the second voltage detection sensor 11. While the vehicle is traveling, the control device 9 performs control to open the switch 8.
制御装置9がスイッチ8を閉じる制御を行う場合として、例えば、主電源4から、副電源3または発電機2へ直接電気エネルギの供給を行う場合がある。これは、過放電を防止するために副電源3への充電が必要な場合、または、副電源3が電気エネルギを十分に供給できない場合がある。 As a case where the control device 9 performs control to close the switch 8, for example, there is a case where electric energy is directly supplied from the main power source 4 to the sub power source 3 or the generator 2. This may be when the sub power supply 3 needs to be charged to prevent overdischarge or when the sub power supply 3 cannot supply sufficient electric energy.
この副電源3が電気エネルギを十分に供給できない場合として、発電機2のモータをエンジンを始動するときのスタータとして用いる場合がある。エンジンを始動するときとしては、運転の開始時、または、車両が停止によりアイドリングストップがなされた後にエンジンを再始動するときがある。 As a case where the sub-power supply 3 cannot sufficiently supply electric energy, the motor of the generator 2 may be used as a starter when starting the engine. When the engine is started, there is a time when the engine is started or when the engine is restarted after the vehicle is idling stopped.
発電機2のモータをスタータとして使用するとき、瞬間的に大きな電気エネルギを必要とする。副電源3の出力電圧が所定の電圧値(例えば、15V程度)より小さいとき、副電源3は発電機2のモータをスタータとして使用するのに十分な電気エネルギの供給ができない。このため、制御装置9は、スイッチ8を閉じて主電源4から直接、発電機2へ電気エネルギを供給する。 When the motor of the generator 2 is used as a starter, a large amount of electric energy is instantaneously required. When the output voltage of the sub power supply 3 is smaller than a predetermined voltage value (for example, about 15 V), the sub power supply 3 cannot supply sufficient electric energy to use the motor of the generator 2 as a starter. For this reason, the control device 9 closes the switch 8 and supplies electric energy to the generator 2 directly from the main power supply 4.
その他、制御装置9がスイッチ8を閉じる制御を行う場合として、副電源3から主電源4へ直接、電気エネルギの供給を行う場合も考えられる。 In addition, as a case where the control device 9 performs the control for closing the switch 8, it is also conceivable to supply electric energy directly from the sub power source 3 to the main power source 4.
以上のように構成された車両用電源装置1について、その動作を説明する。 The operation | movement is demonstrated about the power supply device 1 for vehicles comprised as mentioned above.
車両が走行している間は、制御装置9はスイッチ8を開く制御をしている。このとき、発電機2で発電された電気エネルギは副電源3に蓄電されるとともに、DC/DCコンバ
ータ6およびダイオード7を経由して主電源4にも蓄電される。第1の電圧検出センサ10は副電源3の出力電圧を検出しており、第2の電圧検出センサ11は主電源4の出力電圧を検出している。
While the vehicle is running, the control device 9 controls to open the switch 8. At this time, the electrical energy generated by the generator 2 is stored in the sub power source 3 and also stored in the main power source 4 via the DC / DC converter 6 and the diode 7. The first voltage detection sensor 10 detects the output voltage of the sub power supply 3, and the second voltage detection sensor 11 detects the output voltage of the main power supply 4.
制御装置9は、エンジンの停止後、再度エンジンを始動するとき、第1の電圧検出センサ10が検出した電圧が所定の電圧より小さい場合に、スイッチ8を閉じるように制御を行う。 When the engine is started again after the engine is stopped, the control device 9 performs control to close the switch 8 when the voltage detected by the first voltage detection sensor 10 is smaller than a predetermined voltage.
以上の動作について、図面を参照しながら詳細に説明する。図2はスイッチ8を閉じる際の制御装置9の動作を説明する図である。また、図3は本発明の一実施の形態における車両用電源装置の各部の電圧および信号と時間との関係を説明する図である。 The above operation will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the control device 9 when the switch 8 is closed. FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the voltage and signal of each part of the power supply device for a vehicle in one embodiment of the present invention and time.
車両がエンジンを停止した直後(図2のエンジン停止直後)の車両用電源装置1の各部の電圧(図3のT0からT1)について説明する。 The voltage (T0 to T1 in FIG. 3) of each part of the vehicle power supply device 1 immediately after the vehicle stops the engine (immediately after the engine stop in FIG. 2) will be described.
制御装置9は、スイッチ制御信号をスイッチ8が開くように制御(LOWを出力)する。DC/DCコンバータ6の出力電圧(Vout)は、副電源3の出力電圧(Vsub)よりDC/DCコンバータ6により降圧された電圧(Vdrop)だけ低い電圧となる。 The control device 9 controls the switch control signal so that the switch 8 opens (outputs LOW). The output voltage (Vout) of the DC / DC converter 6 is lower than the output voltage (Vsub) of the sub power supply 3 by the voltage (Vdrop) stepped down by the DC / DC converter 6.
Vout=Vsub−Vdrop Vout = Vsub-Vdrop
このとき、ダイオード7のアノード側の電圧はDC/DCコンバータ6の出力電圧(Vout)と同一となる。また、ダイオード7のカソード側の電圧は主電源4の出力電圧(Vmain)と一致する。例えば、Vsubは18V程度、Voutは14V程度の電圧である。 At this time, the voltage on the anode side of the diode 7 becomes the same as the output voltage (Vout) of the DC / DC converter 6. The voltage on the cathode side of the diode 7 matches the output voltage (Vmain) of the main power supply 4. For example, Vsub is about 18V and Vout is about 14V.
主電源4の出力電圧(Vmain)は、DC/DCコンバータ6の出力電圧(Vout)よりダイオード7の順方向バイアス時の電圧降下(Vdi)(シリコンダイオードの場合、約0.6V)だけ低い電圧となる。 The output voltage (Vmain) of the main power supply 4 is lower than the output voltage (Vout) of the DC / DC converter 6 by a voltage drop (Vdi) (about 0.6 V in the case of a silicon diode) when the diode 7 is forward biased. It becomes.
Vmain=Vout−Vdi Vmain = Vout−Vdi
DC/DCコンバータ6の出力電圧(Vout)は、ダイオード7の電圧降下(Vdi)を考慮して決定される。すなわち、VoutはVdiによる電圧降下を考慮して、Vmainが主電源4の定格電圧となるように設定される。 The output voltage (Vout) of the DC / DC converter 6 is determined in consideration of the voltage drop (Vdi) of the diode 7. That is, Vout is set so that Vmain becomes the rated voltage of the main power supply 4 in consideration of the voltage drop due to Vdi.
例えば、主電源4の定格電圧が13.4Vの場合で、かつ、副電源3の出力電圧(Vsub)が18Vである場合、DC/DCコンバータ6は、その出力電圧(Vout)が14V(Vdropが4V)となるように動作する。 For example, when the rated voltage of the main power supply 4 is 13.4 V and the output voltage (Vsub) of the sub power supply 3 is 18 V, the DC / DC converter 6 has an output voltage (Vout) of 14 V (Vdrop). 4V).
主電源4の開放電圧が定格電圧(13.4V)より小さくなった場合、DC/DCコンバータ6から主電源4および電気的負荷5へ電気エネルギの供給が行われる。また、主電源4の開放電圧が定格電圧(13.4V)以上であれば、ダイオード7の整流機能により電流は流れない。 When the open voltage of the main power supply 4 becomes smaller than the rated voltage (13.4 V), electric energy is supplied from the DC / DC converter 6 to the main power supply 4 and the electrical load 5. If the open voltage of the main power supply 4 is equal to or higher than the rated voltage (13.4 V), no current flows due to the rectifying function of the diode 7.
次に、エンジンを始動から停止までの(ステップS01からS07)、車両用電源装置における各部の電圧(図3のT1からT5)について説明する。 Next, the voltage (T1 to T5 in FIG. 3) of each part in the vehicle power supply device from the start to the stop of the engine (steps S01 to S07) will be described.
ステップS01において、制御装置9は、エンジンが始動されるか否かを判断する。エンジンが始動される場合とは、運転手がエンジンを始動する場合のほか、アイドリングス
トップをしたあとにエンジンが再度始動される場合がある。エンジンが始動されないとき(ステップS01でNO)、制御装置9は再度ステップS01を実行する。
In step S01, the control device 9 determines whether or not the engine is started. The case where the engine is started includes a case where the driver starts the engine, and there is a case where the engine is started again after idling stop. When the engine is not started (NO in step S01), control device 9 executes step S01 again.
エンジンが始動されるとき(ステップS01でYES)、制御装置9は、第1の電圧検出センサ10により検出された副電源3の出力電圧(Vsub)が所定の電圧値(Vst)より小さいとき(ステップS02でYES)、スイッチ8を閉じ(ステップS03)、その後、スタータを始動(ステップS04)する。 When the engine is started (YES in step S01), the control device 9 determines that the output voltage (Vsub) of the sub power supply 3 detected by the first voltage detection sensor 10 is smaller than a predetermined voltage value (Vst) ( YES in step S02), the switch 8 is closed (step S03), and then the starter is started (step S04).
Vstは、発電機2にスタータ動作をさせるに足りる電圧か否かを判断するための値であり、例えば、15V程度の電圧である。副電源3の出力電圧が低下するとスタータの始動ができなくなる。このため、制御装置9は、スイッチ8を閉じて鉛バッテリを用いた主電源4から発電機2へ直接、電気エネルギを供給するようにする。 Vst is a value for determining whether or not the voltage is sufficient to cause the generator 2 to perform a starter operation, and is, for example, a voltage of about 15V. When the output voltage of the sub power supply 3 decreases, the starter cannot be started. For this reason, the control device 9 closes the switch 8 so as to supply electric energy directly from the main power supply 4 using a lead battery to the generator 2.
第1の電圧検出センサ10の検出電圧がVst以上(ステップS02でNO)の場合、副電源3が発電機2のスタータを駆動することができる。このため、制御装置9は、スイッチ8を閉じることなくスタータを始動する(ステップS04)。このとき、副電源3から発電機2へ電気エネルギが供給される。 When the detection voltage of the first voltage detection sensor 10 is equal to or higher than Vst (NO in step S02), the sub power supply 3 can drive the starter of the generator 2. For this reason, the control device 9 starts the starter without closing the switch 8 (step S04). At this time, electric energy is supplied from the sub power supply 3 to the generator 2.
制御装置9は、スタータを始動(ステップS04)したあと、エンジンが始動したか否かを判断する(ステップS05)。 After starting the starter (step S04), the control device 9 determines whether or not the engine has been started (step S05).
エンジンが始動した(ステップS05でYES)とき、制御装置9は、スイッチ8を開くようにする(ステップS06)。エンジンが始動していない場合(ステップS05でNO)、制御装置9は、スイッチ8を開いた後、再度スタータを始動すべくステップS02を再度実行する。 When the engine is started (YES in step S05), the control device 9 opens the switch 8 (step S06). If the engine has not been started (NO in step S05), control device 9 opens switch 8 and then executes step S02 again to start the starter again.
エンジン停止後(ステップS01でYES)、スイッチを開く(ステップS06)までの車両用電源装置1の各部の電圧を図3を用いて説明する。 The voltage of each part of the vehicle power supply device 1 after the engine is stopped (YES in step S01) until the switch is opened (step S06) will be described with reference to FIG.
図3のT1はエンジンが停止(図2のエンジン停止直後)された時間である。エンジン停止後、副電源3の出力電圧(Vsub)は放電して徐々に電圧が低下する(図3のT1からT2)。 T1 in FIG. 3 is a time when the engine is stopped (immediately after the engine is stopped in FIG. 2). After the engine is stopped, the output voltage (Vsub) of the sub power supply 3 is discharged and the voltage gradually decreases (from T1 to T2 in FIG. 3).
制御装置9は、図3のT2においてエンジンを始動(ステップS01)する。このとき、副電源3の出力電圧がVstより小さい(ステップS02でYES)ため、制御装置9は、スイッチ制御信号をHIGHにすることでスイッチ8を閉じる(ステップS03)。 The control device 9 starts the engine (step S01) at T2 in FIG. At this time, since the output voltage of the sub power supply 3 is smaller than Vst (YES in step S02), the control device 9 closes the switch 8 by setting the switch control signal to HIGH (step S03).
このとき、DC/DCコンバータ6の入力電圧は、主電源4の出力電圧(Vmain)と同一の電圧となり、DC/DCコンバータ6の出力電圧(Vout)は、降圧されVmain以下の電圧となる。この結果、ダイオード7のカソード側の電圧はVmainとなり、ダイオード7のアノード側の電圧はVmainより低い電圧となる。すなわち、ダイオード7は逆バイアスとなり、その整流機能により電流は遮断される。 At this time, the input voltage of the DC / DC converter 6 becomes the same voltage as the output voltage (Vmain) of the main power supply 4, and the output voltage (Vout) of the DC / DC converter 6 is stepped down to a voltage equal to or lower than Vmain. As a result, the voltage on the cathode side of the diode 7 becomes Vmain, and the voltage on the anode side of the diode 7 becomes a voltage lower than Vmain. That is, the diode 7 is reverse-biased, and the current is cut off by its rectifying function.
制御装置9は、図3のT3において、スタータを始動(ステップS04)する。このとき、副電源3および主電源4から発電機2へ電気エネルギの供給がなされる。 The control device 9 starts the starter (step S04) at T3 in FIG. At this time, electric energy is supplied from the sub power source 3 and the main power source 4 to the generator 2.
制御装置9は、図3のT3から所定時間経過した後、エンジンの始動を確認(ステップS05でYES)し、図3のT4においてスイッチ8を開く(ステップS06)。 After a predetermined time has elapsed from T3 in FIG. 3, the control device 9 confirms engine start (YES in step S05), and opens the switch 8 in T4 in FIG. 3 (step S06).
スイッチ8が開いた(図3のT4)後、図3のT5にかけて、副電源3は発電機2によ
り発電された電気エネルギで充電される。副電源3の出力電圧(Vsub)は、図3のT5において、図3のT0と同じ電圧となる。
After the switch 8 is opened (T4 in FIG. 3), the sub power supply 3 is charged with the electric energy generated by the generator 2 until T5 in FIG. The output voltage (Vsub) of the sub power supply 3 becomes the same voltage as T0 in FIG. 3 at T5 in FIG.
ステップS06実行後、制御装置9はエンジン停止の指示があるか否かを判断する(ステップS07)。エンジンが停止される場合とは、運転手がエンジンを停止する場合のほか、車両が交差点などで一時的に停止したときにアイドリングストップを行うためにエンジンが停止される場合がある。 After executing step S06, the control device 9 determines whether or not there is an instruction to stop the engine (step S07). The engine is stopped when the driver stops the engine, or when the vehicle is temporarily stopped at an intersection or the like to stop idling.
ステップS07でYESのとき、制御装置9は、エンジンを停止させる(図2のエンジン停止)。エンジンが停止されないとき(ステップS07でNO)、制御装置9は再度ステップS07を実行する。 When YES in step S07, control device 9 stops the engine (engine stop in FIG. 2). When the engine is not stopped (NO in step S07), control device 9 executes step S07 again.
以上のように、本発明の一実施の形態における車両用電源装置では、スイッチ8を閉じたとき、ダイオード7のカソード電位がアノード電位より高くなる(逆バイアスになる)ため、ダイオード7に電流が流れない。この結果、DC/DCコンバータ6の出力電流はダイオード7により遮断されて消費電力が大幅に低下するため、DC/DCコンバータ6の降圧動作の停止制御を行う必要がない。 As described above, in the vehicle power supply device according to the embodiment of the present invention, when the switch 8 is closed, the cathode potential of the diode 7 becomes higher than the anode potential (becomes reverse bias). Not flowing. As a result, the output current of the DC / DC converter 6 is interrupted by the diode 7 and the power consumption is significantly reduced, so that it is not necessary to perform stop control of the step-down operation of the DC / DC converter 6.
このように、スイッチを閉じるとき、DC/DCコンバータ6およびスイッチ8を同時に制御する必要はなく、スイッチ8を閉じる制御のみでショートおよび給電断が生じないようにできるという効果を有する。 As described above, when the switch is closed, it is not necessary to control the DC / DC converter 6 and the switch 8 at the same time, and there is an effect that the short circuit and the power supply interruption can be prevented only by the control for closing the switch 8.
なお、本実施の形態における発電機2は、車両が減速する際の運動エネルギを用いて発電することができる。具体的には、発電時の回転抵抗を制動力として利用するものであり、回生ブレーキとも呼ばれる。通常は駆動力として用いている電動機を発電機2として作動させることで運動エネルギを電気エネルギに変換して回収することができる。 In addition, the generator 2 in this Embodiment can generate electric power using the kinetic energy at the time of a vehicle decelerating. Specifically, the rotational resistance during power generation is used as a braking force, which is also called regenerative braking. Usually, the kinetic energy can be converted into electric energy and recovered by operating the electric motor used as the driving force as the generator 2.
なお、本実施の形態におけるDC/DCコンバータ6は副電源3の出力電圧を降圧して主電源4に供給するものであるため、主電源4の定格電圧は副電源3の定格電圧より低いものが用いられる。 The DC / DC converter 6 in the present embodiment steps down the output voltage of the sub power supply 3 and supplies it to the main power supply 4, so that the rated voltage of the main power supply 4 is lower than the rated voltage of the sub power supply 3. Is used.
なお、副電源3や主電源4の定格電圧を高く設定する場合、副電源3と主電源4の定格電圧の差は、ダイオード7のブレークダウン電圧の絶対値より低くする必要がある。 When the rated voltage of the sub power source 3 or the main power source 4 is set high, the difference between the rated voltages of the sub power source 3 and the main power source 4 needs to be lower than the absolute value of the breakdown voltage of the diode 7.
ダイオード7のカソード側の電圧とアノード側の差がブレークダウン電圧以上になると、ダイオード7がブレークダウン領域に入り急激に電流が流れる。この電流により、DC/DCコンバータ6が破損する可能性がある。そこで、上記のようにすることにより、ダイオード7がブレークダウン領域に入ることがなくDC/DCコンバータ6の破損を防止できる。 When the difference between the voltage on the cathode side and the anode side of the diode 7 becomes equal to or higher than the breakdown voltage, the diode 7 enters the breakdown region and a current flows rapidly. This current may damage the DC / DC converter 6. Therefore, by doing as described above, the diode 7 does not enter the breakdown region, and the DC / DC converter 6 can be prevented from being damaged.
なお、本実施の形態におけるスイッチ8は機械式リレーだけでなく半導体を用いたリレーでもよい。半導体リレーを用いることで、機械式リレーと比べノイズを低減することができる。また、スイッチ8開閉時の突入電流を減らすことができるため、スイッチ8の破損を防止することができる。 The switch 8 in the present embodiment may be a relay using not only a mechanical relay but also a semiconductor. By using a semiconductor relay, noise can be reduced compared to a mechanical relay. Moreover, since the inrush current at the time of opening and closing of the switch 8 can be reduced, the breakage of the switch 8 can be prevented.
以上のように本発明は、DC/DCコンバータ6を停止する制御を行う必要がなくスイッチ8を閉じる制御のみでショートおよび給電断が生じないようにでき、車両の減速時に発電機で発生した回生エネルギを充電して利用する車両用電源装置等として有用である。 As described above, according to the present invention, it is not necessary to perform control for stopping the DC / DC converter 6, and only the control for closing the switch 8 can prevent a short circuit and a power interruption, and the regeneration generated in the generator when the vehicle is decelerated. It is useful as a vehicle power supply device that charges and uses energy.
1 車両用電源装置
2 発電機
3 副電源
4 主電源
5 電気的負荷
6 DC/DCコンバータ
7 ダイオード
8 スイッチ
9 制御装置
10 第1の電圧検出センサ
11 第2の電圧検出センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply device for vehicles 2 Generator 3 Sub power supply 4 Main power supply 5 Electric load 6 DC / DC converter 7 Diode 8 Switch 9 Control apparatus 10 1st voltage detection sensor 11 2nd voltage detection sensor
Claims (2)
前記発電機と各々に接続した副電源および前記副電源よりも定格電圧が高い主電源とからなる2つの電源と、
前記副電源の電圧を降圧して出力するDC/DCコンバータと、
前記主電源と前記DC/DCコンバータとを接続するダイオードと、
前記主電源に接続する電気的負荷と、
前記主電源と前記副電源との間に設けたスイッチと、
前記副電源の出力電圧を検出する電圧検出センサと、
前記スイッチの開閉を制御する制御装置とを備え、
前記ダイオードのアノード側を前記DC/DCコンバータの出力端に接続するとともにカソード側を前記主電源に接続し、
前記制御装置は、エンジン始動時に、前記電圧検出センサが検出した電圧が所定の電圧より小さい場合に、前記DC/DCコンバータを動作させたまま前記スイッチを閉じるように制御する、車両用電源装置。 A generator having a starter function and a power generation function ;
Two and a power comprising a high mains voltage rating than the sub power source and the auxiliary power source connected to each said generator,
A DC / DC converter and output the step down a voltage of the auxiliary power supply,
A diode connecting the main power source and the DC / DC converter;
An electrical load connected to the main power source;
A switch provided between the main power source and the sub power source;
A voltage detection sensor for detecting an output voltage of the sub power supply;
A control device for controlling opening and closing of the switch,
The anode side of the diode is connected to the output end of the DC / DC converter and the cathode side is connected to the main power source ,
The control device is a vehicle power supply device that controls to close the switch while operating the DC / DC converter when the voltage detected by the voltage detection sensor is smaller than a predetermined voltage when the engine is started .
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