本発明は、駆動系にスタータモータとエンジンを有し、スタータモータのスタータ電源回路に２個以上のバッテリを備える車両用電源装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply device that includes a starter motor and an engine in a drive system, and includes two or more batteries in a starter power supply circuit of the starter motor.
従来、２つのバッテリを有し、マグネットスイッチを通して２つのバッテリから又は１つのバッテリからスタータモータへ電力を供給できる車両用電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両用電源装置では、冷間時は２つのバッテリを用いたエンジン始動モードとし、暖気後は１つのバッテリをエンジン始動モードに切り替える。そして、バッテリの切り替えはダイオードとマグネットスイッチにより行う回路を備える。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a vehicle power supply device that has two batteries and can supply electric power from two batteries or from one battery to a starter motor through a magnet switch (see, for example, Patent Document 1). In this vehicular power supply device, the engine start mode using two batteries is used when cold, and one battery is switched to the engine start mode after warming up. The battery is switched by a circuit that uses a diode and a magnet switch.
しかしながら、従来の車両用電源装置にあっては、他方のバッテリからの電力の持ち出しを防止できるダイオードを設けたものであるが、２つのバッテリを充電するために２つのリレーが必要である。このリレーは、スタータ駆動用電力供給に必要な容量が必要であるため、大きく高価になってしまう、という問題があった。 However, the conventional vehicle power supply device is provided with a diode capable of preventing power from being taken out from the other battery, but two relays are required to charge the two batteries. Since this relay requires a capacity necessary for supplying power for driving the starter, there is a problem that the relay becomes large and expensive.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、電源システムの小型化・簡素化・低コスト化を図りながら、スタータモータの電源供給用バッテリとして任意のバッテリを優先して用いることが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 paying attention to the above-mentioned problem, and any battery can be preferentially used as a power supply battery for a starter motor while reducing the size, simplification, and cost of the power supply system. It aims at providing the power supply device for vehicles.
上記目的を達成するため、本発明の車両用電源装置は、駆動系にスタータモータとエンジンを有し、前記スタータモータのスタータ電源回路に、第１バッテリと第２バッテリを含む２個以上のバッテリを備える。
この車両用電源装置において、前記スタータ電源回路は、スタータスイッチと、リレーと、ダイオードと、を有する。
前記スタータスイッチは、前記第１バッテリと前記スタータモータを接続する第１接続ラインのモータ側下流位置に設けられ、前記第１バッテリと前記スタータモータを断接する。
前記リレーは、前記第２バッテリと前記スタータスイッチを接続する第２接続ラインの途中位置に設けられ、前記第２バッテリと前記スタータスイッチを断接する。
前記ダイオードは、前記第１バッテリと前記第２バッテリを接続する第３接続ラインの途中位置に設けられ、前記第１バッテリから前記第２バッテリへと向かう方向にのみ電流を流す。To achieve the above object, a vehicle power supply device of the present invention has a starter motor and an engine in a drive system, and two or more batteries including a first battery and a second battery in the starter power supply circuit of the starter motor. Is provided.
In this vehicle power supply device, the starter power supply circuit includes a starter switch, a relay, and a diode.
The starter switch is provided at a motor-side downstream position of a first connection line that connects the first battery and the starter motor, and connects and disconnects the first battery and the starter motor.
The relay is provided at an intermediate position of a second connection line that connects the second battery and the starter switch, and connects and disconnects the second battery and the starter switch.
The diode is provided in the middle of a third connection line that connects the first battery and the second battery, and allows a current to flow only in a direction from the first battery toward the second battery.
よって、第１バッテリによるスタータ始動時は、スタータスイッチをオンにし、リレーをオフにすると、第１バッテリから第１接続ラインを介してスタータモータへモータ駆動電力が供給される。このとき、スタータモータの駆動による電圧降下で生じる電圧差によりダイオードが設けられた第３接続ラインを介して第２バッテリに電流が流れない。
第２バッテリの充電時には、スタータスイッチをオフにし、リレーをオフにすると、第１バッテリから、ダイオードが設けられた第３接続ラインを介して流れるバッテリ電力により第２バッテリが充電される。
第２バッテリによるスタータ始動時は、スタータスイッチをオンにし、リレーをオンにすると、第２バッテリから第２接続ラインを介してスタータモータへモータ駆動電力が供給される。
このように、第１バッテリと第２バッテリの何れかでスタータ始動ができるため、スタータモータで必要な電力のみ確保すればよく、バッテリ・モータ出力の小型化が可能になるし、スタータモータ専用のサブバッテリが不要で、システムを簡素化できる。また、ダイオードとして、第２バッテリが充電できる程度の小電流ダイオードで良いし、大電流用リレーの追加も不要となるため、コストアップを抑制できる。
この結果、電源システムの小型化・簡素化・低コスト化を図りながら、スタータモータの電源供給用バッテリとして任意のバッテリを優先して用いることができる。Therefore, when the starter is started by the first battery, when the starter switch is turned on and the relay is turned off, motor drive power is supplied from the first battery to the starter motor via the first connection line. At this time, no current flows to the second battery through the third connection line provided with the diode due to a voltage difference caused by a voltage drop caused by driving the starter motor.
When charging the second battery, if the starter switch is turned off and the relay is turned off, the second battery is charged from the first battery by the battery power flowing through the third connection line provided with the diode.
When the starter is started by the second battery, when the starter switch is turned on and the relay is turned on, motor drive power is supplied from the second battery to the starter motor via the second connection line.
As described above, since the starter can be started with either the first battery or the second battery, it is only necessary to secure the electric power necessary for the starter motor, and the battery / motor output can be reduced. No sub-battery is required and the system can be simplified. Further, as the diode, a small current diode that can charge the second battery may be used, and it is not necessary to add a relay for large current, so that an increase in cost can be suppressed.
As a result, an arbitrary battery can be preferentially used as a power supply battery for the starter motor while reducing the size, simplification, and cost of the power supply system.
以下、本発明の車両の車両用電源装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing a vehicle power supply device for a vehicle according to the present invention will be described with reference to Example 1 shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
実施例１の車両用電源装置が適用されたＦＦハイブリッド車両（車両の一例）の構成を、「全体システム構成」、「スタータモータの電源システム構成」に分けて説明する。First, the configuration will be described.
The configuration of an FF hybrid vehicle (an example of a vehicle) to which the vehicle power supply device of the first embodiment is applied will be described separately as “overall system configuration” and “starter motor power supply system configuration”.
［全体システム構成］
図１はＦＦハイブリッド車両の全体システムを示す。以下、図１に基づいて、ＦＦハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。[Overall system configuration]
FIG. 1 shows an overall system of an FF hybrid vehicle. Hereinafter, the overall system configuration of the FF hybrid vehicle will be described with reference to FIG.
ＦＦハイブリッド車両の駆動系には、図１に示すように、スタータモータ１と、横置きエンジン２と、第１クラッチ３(略称「CL1」)と、モータ/ジェネレータ４(略称「MG」)と、第２クラッチ５（略称「CL2」）と、ベルト式無段変速機６（略称「CVT」）と、を備えている。ベルト式無段変速機６の出力軸は、終減速ギヤトレイン７と差動ギヤ８と左右のドライブシャフト９Ｒ，９Ｌを介し、左右の前輪１０Ｒ，１０Ｌに駆動連結される。なお、左右の後輪１１Ｒ，１１Ｌは、従動輪としている。 As shown in FIG. 1, the drive system of the FF hybrid vehicle includes a starter motor 1, a horizontally mounted engine 2, a first clutch 3 (abbreviated as “CL1”), and a motor / generator 4 (abbreviated as “MG”). The second clutch 5 (abbreviated as “CL2”) and the belt type continuously variable transmission 6 (abbreviated as “CVT”). The output shaft of the belt type continuously variable transmission 6 is drivingly connected to the left and right front wheels 10R and 10L via a final reduction gear train 7, a differential gear 8, and left and right drive shafts 9R and 9L. The left and right rear wheels 11R and 11L are driven wheels.
前記スタータモータ１は、そのモータ軸に、横置きエンジン２のクランク軸に設けられたリングギア１７と噛み合うピニオンギア１８を有し、横置きエンジン２のスタータ始動時、リングギア１７に対しピニオンギア１８が噛み合い、クランク軸を回転駆動する。 The starter motor 1 has a pinion gear 18 that meshes with a ring gear 17 provided on a crankshaft of the horizontally mounted engine 2 on the motor shaft, and the pinion gear with respect to the ring gear 17 is started when the horizontally mounted engine 2 is started. 18 engages and rotationally drives the crankshaft.
前記横置きエンジン２は、クランク軸方向を車幅方向としてフロントルームに配置したエンジンであり、電動ウォータポンプ１２と、横置きエンジン２の逆転を検知するクランク軸回転センサ１３と、を有する。この横置きエンジン２は、始動方式としてスタータモータ１によりクランキングする「スタータ始動モード」を有する。 The horizontal engine 2 is an engine disposed in the front room with the crankshaft direction as the vehicle width direction, and includes an electric water pump 12 and a crankshaft rotation sensor 13 that detects reverse rotation of the horizontal engine 2. The horizontal engine 2 has a “starter start mode” in which cranking is performed by the starter motor 1 as a start method.
前記モータ/ジェネレータ４は、第１クラッチ３を介して横置きエンジン２に連結された三相交流の永久磁石型同期モータである。このモータ/ジェネレータ４は、後述する強電バッテリ２１を電源とし、ステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換するインバータ２６が、ＡＣハーネス２７を介して接続される。 The motor / generator 4 is a three-phase AC permanent magnet type synchronous motor connected to the transverse engine 2 through a first clutch 3. The motor / generator 4 uses a high-power battery 21 described later as a power source, and an inverter 26 that converts direct current into three-phase alternating current during power running and converts three-phase alternating current into direct current during regeneration is connected to the stator coil. Connected through.
前記第２クラッチ５は、モータ/ジェネレータ４と駆動輪である左右の前輪１０Ｒ，１０Ｌとの間に介装された油圧作動による湿式の多板摩擦クラッチであり、第２クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/開放が制御される。実施例１の第２クラッチ５は、遊星ギヤによるベルト式無段変速機６の前後進切替機構に設けられた前進クラッチ５ａと後退ブレーキ５ｂを流用している。つまり、前進走行時には、前進クラッチ５ａが第２クラッチ５とされ、後退走行時には、後退ブレーキ５ｂが第２クラッチ５とされる。 The second clutch 5 is a wet-type multi-plate friction clutch by hydraulic operation that is interposed between the motor / generator 4 and the left and right front wheels 10R and 10L that are driving wheels. Slip fastening / release is controlled. The second clutch 5 of the first embodiment uses the forward clutch 5a and the reverse brake 5b provided in the forward / reverse switching mechanism of the belt-type continuously variable transmission 6 using planetary gears. That is, the forward clutch 5 a is the second clutch 5 during forward travel, and the reverse brake 5 b is the second clutch 5 during reverse travel.
前記ベルト式無段変速機６は、プライマリ油室とセカンダリ油室への変速油圧によりベルトの巻き付き径を変えることで無段階の変速比を得る変速機である。このベルト式無段変速機６には、メインオイルポンプ１４（メカ駆動）と、サブオイルポンプ１５（モータ駆動）と、メインオイルポンプ１４からのポンプ吐出圧を調圧することで生成したライン圧PLを元圧として第１，第２クラッチ油圧及び変速油圧を作り出す図外のコントロールバルブユニットと、を有する。なお、メインオイルポンプ１４は、モータ/ジェネレータ４のモータ軸（＝変速機入力軸）により回転駆動される。サブオイルポンプ１５は、主に潤滑冷却用油を作り出す補助ポンプとして用いられる。 The belt-type continuously variable transmission 6 is a transmission that obtains a continuously variable transmission ratio by changing the belt winding diameter by the transmission hydraulic pressure to the primary oil chamber and the secondary oil chamber. The belt type continuously variable transmission 6 includes a main oil pump 14 (mechanical drive), a sub oil pump 15 (motor drive), and a line pressure PL generated by adjusting pump discharge pressure from the main oil pump 14. And a control valve unit (not shown) that generates the first and second clutch hydraulic pressures and the transmission hydraulic pressure with the pressure as the original pressure. The main oil pump 14 is rotationally driven by a motor shaft (= transmission input shaft) of the motor / generator 4. The sub oil pump 15 is mainly used as an auxiliary pump for producing lubricating cooling oil.
前記第１クラッチ３とモータ/ジェネレータ４と第２クラッチ５により１モータ・２クラッチの駆動システムが構成され、この駆動システムによる主な駆動態様として「EVモード」と「HEVモード」と「HEV WSCモード」を有する。「EVモード」は、第１クラッチ３を開放し、第２クラッチ５を締結してモータ/ジェネレータ４のみを駆動源に有する電気自動車モードであり、「EVモード」による走行を「EV走行」という。「HEVモード」は、両クラッチ３，５を締結して横置きエンジン２とモータ/ジェネレータ４を駆動源に有するハイブリッド車モードであり、「HEVモード」による走行を「HEV走行」という。「HEV WSCモード」は、「HEVモード」において、モータ/ジェネレータ４をモータ回転数制御とし、第２クラッチ５を要求駆動力相当の容量にてスリップ締結するCL2スリップ締結モードである。この「HEV WSCモード」は、駆動系にトルクコンバータのような回転差吸収継手を持たないことで、「HEVモード」での停車からの発進域等において、横置きエンジン２（アイドル回転数以上）と左右前輪１０Ｌ，１０Ｒの回転差をCL2スリップ締結により吸収するために選択される。 The first clutch 3, the motor / generator 4 and the second clutch 5 constitute a one-motor / two-clutch drive system. The main drive modes of this drive system are “EV mode”, “HEV mode” and “HEV WSC”. Mode ". The “EV mode” is an electric vehicle mode in which the first clutch 3 is disengaged and the second clutch 5 is engaged and only the motor / generator 4 is used as a drive source. Driving in the “EV mode” is referred to as “EV driving”. . The “HEV mode” is a hybrid vehicle mode in which both the clutches 3 and 5 are engaged and the horizontal engine 2 and the motor / generator 4 are used as driving sources, and traveling in the “HEV mode” is referred to as “HEV traveling”. The “HEV WSC mode” is a CL2 slip engagement mode in which, in the “HEV mode”, the motor / generator 4 is controlled to rotate the motor and the second clutch 5 is slip-engaged with a capacity corresponding to the required driving force. This "HEV WSC mode" does not have a rotation differential absorption joint like a torque converter in the drive system, so that the horizontally placed engine 2 (idling speed or higher) in the starting area after stopping in the "HEV mode" And the left and right front wheels 10L, 10R are selected to absorb the rotational difference by CL2 slip engagement.
なお、図１の回生協調ブレーキユニット１６は、ブレーキ操作時、原則として回生動作を行うことに伴い、トータル制動トルクをコントロールするデバイスである。この回生協調ブレーキユニット１６には、ブレーキペダルと、横置きエンジン２の吸気負圧を用いる負圧ブースタと、マスタシリンダと、を備える。そして、ブレーキ操作時、ペダル操作量に基づく要求制動力から回生制動力を差し引いた分を液圧制動力で分担するというように、回生分/液圧分の協調制御を行う。 The regenerative cooperative brake unit 16 shown in FIG. 1 is a device that controls the total braking torque in accordance with the regenerative operation in principle when the brake is operated. The regenerative cooperative brake unit 16 includes a brake pedal, a negative pressure booster that uses the intake negative pressure of the horizontally placed engine 2, and a master cylinder. Then, during the brake operation, cooperative control for the regenerative / hydraulic pressure is performed such that the amount of subtraction of the regenerative braking force from the required braking force based on the pedal operation amount is shared by the hydraulic braking force.
ＦＦハイブリッド車両の電源システムとしては、図１に示すように、強電バッテリ２１と、１４Ｖバッテリ２２と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the power supply system of the FF hybrid vehicle includes a high-power battery 21 and a 14V battery 22.
前記強電バッテリ２１は、主にモータ/ジェネレータ４の電源として搭載された二次電池であり、例えば、多数のセルにより構成したセルモジュールを、バッテリパックケース内に設定したリチウムイオンバッテリが用いられる。この強電バッテリ２１には、強電の供給/遮断/分配を行うリレー回路を集約させたジャンクションボックスが内蔵され、さらに、バッテリ冷却機能を持つ冷却ファンユニット２４と、バッテリ充電容量（バッテリSOC）やバッテリ温度を監視するリチウムバッテリコントローラ８６と、が付設される。 The high-power battery 21 is a secondary battery that is mainly mounted as a power source for the motor / generator 4. For example, a lithium ion battery in which a cell module composed of a large number of cells is set in a battery pack case is used. The high-power battery 21 has a built-in junction box in which relay circuits for supplying / cutting off / distributing high-power are integrated, and further includes a cooling fan unit 24 having a battery cooling function, a battery charging capacity (battery SOC) and a battery. And a lithium battery controller 86 for monitoring the temperature.
前記強電バッテリ２１とモータ/ジェネレータ４は、ＤＣハーネス２５とインバータ２６とＡＣハーネス２７を介して接続される。インバータ２６には、力行/回生制御を行うモータコントローラ８３が付設される。つまり、インバータ２６は、強電バッテリ２１の放電によりモータ/ジェネレータ４を駆動する力行時、ＤＣハーネス２５からの直流をＡＣハーネス２７への三相交流に変換する。また、モータ/ジェネレータ４での発電により強電バッテリ２１を充電する回生時、ＡＣハーネス２７からの三相交流をＤＣハーネス２５への直流に変換する。 The high-power battery 21 and the motor / generator 4 are connected via a DC harness 25, an inverter 26, and an AC harness 27. The inverter 26 is provided with a motor controller 83 that performs power running / regenerative control. That is, the inverter 26 converts a direct current from the DC harness 25 into a three-phase alternating current to the AC harness 27 during power running for driving the motor / generator 4 by discharging the high-power battery 21. Further, the three-phase alternating current from the AC harness 27 is converted into a direct current to the DC harness 25 during regeneration in which the high-power battery 21 is charged by power generation by the motor / generator 4.
前記１４Ｖバッテリ２２は、主に１４Ｖ系負荷である電装機器３５（図２）の電源として搭載された二次電池であり、例えば、エンジン車等で搭載されている鉛バッテリが用いられる。DC/DCコンバータ３５は、強電バッテリ２１からの数百ボルト電圧を１５Ｖに変換するものであり、このDC/DCコンバータ３５を、ハイブリッドコントロールモジュール８１により制御することで、１４Ｖバッテリ２２の充電量を管理する構成としている。 The 14V battery 22 is a secondary battery mounted as a power source of the electrical equipment 35 (FIG. 2) that is mainly a 14V system load. For example, a lead battery mounted in an engine car or the like is used. The DC / DC converter 35 converts a voltage of several hundred volts from the high-power battery 21 into 15V, and the charge amount of the 14V battery 22 is controlled by controlling the DC / DC converter 35 with the hybrid control module 81. The configuration is to be managed.
ＦＦハイブリッド車両の制御システムとしては、図１に示すように、車両全体の消費エネルギーを適切に管理する機能を担う統合制御手段として、ハイブリッドコントロールモジュール８１（略称：「HCM」）を備えている。このハイブリッドコントロールモジュール８１に接続される制御手段として、エンジンコントロールモジュール８２（略称：「ECM」）と、モータコントローラ８３（略称：「MC」）と、CVTコントロールユニット８４（略称：「CVTCU」）と、リチウムバッテリコントローラ８６（略称：「LBC」）と、を有する。ハイブリッドコントロールモジュール８１を含むこれらの制御手段は、CAN通信線９０（CANは「Controller Area Network」の略称）により双方向情報交換可能に接続される。 As shown in FIG. 1, the control system of the FF hybrid vehicle includes a hybrid control module 81 (abbreviation: “HCM”) as an integrated control unit that has a function of appropriately managing energy consumption of the entire vehicle. Control means connected to the hybrid control module 81 include an engine control module 82 (abbreviation: “ECM”), a motor controller 83 (abbreviation: “MC”), and a CVT control unit 84 (abbreviation: “CVTCU”). And a lithium battery controller 86 (abbreviation: “LBC”). These control means including the hybrid control module 81 are connected via a CAN communication line 90 (CAN is an abbreviation for “Controller Area Network”) so that bidirectional information can be exchanged.
前記ハイブリッドコントロールモジュール８１は、各制御手段、イグニッションスイッチ９１、アクセル開度センサ９２、車速センサ９３等からの入力情報に基づき、様々な制御を行う。エンジンコントロールモジュール８２は、横置きエンジン２の燃料噴射制御や点火制御や燃料カット制御等を行う。モータコントローラ８３は、インバータ２６によるモータジェネレータ４の力行制御や回生制御等を行う。CVTコントロールユニット８４は、第１クラッチ３の締結油圧制御、第２クラッチ５の締結油圧制御、ベルト式無段変速機６の変速油圧制御等を行う。リチウムバッテリコントローラ８６は、強電バッテリ２１のバッテリSOCやバッテリ温度等を管理する。 The hybrid control module 81 performs various controls based on input information from each control means, an ignition switch 91, an accelerator opening sensor 92, a vehicle speed sensor 93, and the like. The engine control module 82 performs fuel injection control, ignition control, fuel cut control, and the like of the horizontally placed engine 2. The motor controller 83 performs power running control, regeneration control, and the like of the motor generator 4 by the inverter 26. The CVT control unit 84 performs engagement hydraulic pressure control of the first clutch 3, engagement hydraulic pressure control of the second clutch 5, shift hydraulic pressure control of the belt type continuously variable transmission 6, and the like. The lithium battery controller 86 manages the battery SOC, battery temperature, and the like of the high-power battery 21.
［スタータモータの電源システム構成］
図２は、スタータモータ１の電源装置を示す。以下、図２に基づいて、スタータモータ１の電源システム構成を説明する。[Starter motor power system configuration]
FIG. 2 shows a power supply device for the starter motor 1. Hereinafter, the power supply system configuration of the starter motor 1 will be described with reference to FIG.
ＦＦハイブリッド車両の駆動系には、スタータモータ１と、横置きエンジン２と、第１クラッチ３と、モータ/ジェネレータ４と、第２クラッチ５と、を有する。 The drive system of the FF hybrid vehicle has a starter motor 1, a horizontally installed engine 2, a first clutch 3, a motor / generator 4, and a second clutch 5.
前記スタータモータ１のスタータ電源回路３０には、図２に示すように、車載バッテリとして、強電バッテリ２１（第１バッテリ）と、１４Ｖバッテリ２２（第２バッテリ、弱電バッテリ）と、を備える。スタータ電源回路３０には車載バッテリ以外に、スタータスイッチ３１と、リレー３２と、ダイオード３３と、DC/DCコンバータ３４と、電装機器３５と、を備えている。さらに、スタータスイッチ３１とリレー３２とDC/DCコンバータ３４の作動制御を行うハイブリッドコントロールモジュール８１（スタータ電源制御手段）を備えている。 As shown in FIG. 2, the starter power circuit 30 of the starter motor 1 includes a high-power battery 21 (first battery) and a 14V battery 22 (second battery, low-power battery) as in-vehicle batteries. The starter power supply circuit 30 includes a starter switch 31, a relay 32, a diode 33, a DC / DC converter 34, and an electrical equipment 35 in addition to the in-vehicle battery. Furthermore, a hybrid control module 81 (starter power control means) that controls the operation of the starter switch 31, the relay 32, and the DC / DC converter 34 is provided.
前記スタータ電源回路３０は、強電バッテリ２１と１４Ｖバッテリ２２の何れかをスタータモータ１の電源とする回路であると共に、１４Ｖバッテリ２２を、強電バッテリ２１により充電する回路である。以下、スタータ電源回路３０の各構成要素を説明する。 The starter power supply circuit 30 is a circuit that uses either the high-power battery 21 or the 14V battery 22 as the power source of the starter motor 1 and is a circuit that charges the 14V battery 22 with the high-power battery 21. Hereinafter, each component of the starter power supply circuit 30 will be described.
前記スタータスイッチ３１は、強電バッテリ２１とスタータモータ１を接続する第１接続ライン３６のモータ側下流位置に設けられ、強電バッテリ２１とスタータモータ１を断接するスイッチである。このスタータスイッチ３１は、スタータ始動要求時、ハイブリッドコントロールモジュール８１からのオン指令により閉じ、スタータ始動が完了するとオフ指令により開くスイッチである。スタータスイッチ３１を閉じると、スタータモータ１と電気的に接続するだけでなく、リングギア１７から外れていたピニオンギア１８が突出し、リングギア１７にピニオンギア１８が噛み合う。第１接続ライン３６は、強電バッテリ２１からDC/DCコンバータ３４までの接続ライン部３６ａと、DC/DCコンバータ３４からスタータスイッチ３１までの接続ライン部３６ｂと、スタータスイッチ３１からスタータモータ１までの接続ライン部３６ｃと、により構成される。なお、スタータスイッチ３１は、スタータモータ１に内蔵しても良い。 The starter switch 31 is a switch that is provided on the motor side downstream position of the first connection line 36 that connects the high-power battery 21 and the starter motor 1, and connects and disconnects the high-power battery 21 and the starter motor 1. The starter switch 31 is a switch that is closed by an on command from the hybrid control module 81 when a starter start request is made, and is opened by an off command when the starter start is completed. When the starter switch 31 is closed, not only the starter motor 1 is electrically connected, but also the pinion gear 18 that has been detached from the ring gear 17 protrudes, and the pinion gear 18 meshes with the ring gear 17. The first connection line 36 includes a connection line part 36 a from the high-power battery 21 to the DC / DC converter 34, a connection line part 36 b from the DC / DC converter 34 to the starter switch 31, and a starter switch 31 to the starter motor 1. And a connection line portion 36c. The starter switch 31 may be built in the starter motor 1.
前記リレー３２は、１４Ｖバッテリ２２とスタータスイッチ３１を接続する第２接続ライン３７の途中位置に設けられ、１４Ｖバッテリ２２とスタータスイッチ３１を断接するリレーである。このリレー３２は、１４Ｖバッテリ２２を電源として横置きエンジン２を始動するスタータ始動要求時、ハイブリッドコントロールモジュール８１からのオン指令により閉じ、スタータ始動が完了するとオフ指令により開くスイッチである。第２接続ライン３７は、１４Ｖバッテリ２２からリレー３２までの接続ライン部３７ａと、リレー３２からスタータスイッチ３１までの接続ライン部３７ｂと、により構成される。 The relay 32 is provided in the middle of the second connection line 37 that connects the 14V battery 22 and the starter switch 31, and is a relay that connects and disconnects the 14V battery 22 and the starter switch 31. The relay 32 is a switch that is closed by an ON command from the hybrid control module 81 when a starter start request is made to start the landscape engine 2 using the 14V battery 22 as a power source, and opens when the starter start is completed. The second connection line 37 includes a connection line portion 37 a from the 14V battery 22 to the relay 32 and a connection line portion 37 b from the relay 32 to the starter switch 31.
前記ダイオード３３は、DC/DCコンバータ３４と１４Ｖバッテリ２２を接続する第３接続ライン３８の途中位置に設けられ、DC/DCコンバータ３４から１４Ｖバッテリ２２へと向かう方向にのみ電流を流す半導体素子である。このダイオード３３は、DC/DCコンバータ３４の端子電圧が１４Ｖバッテリ２２の端子電圧よりも高いときに電流を流すが、DC/DCコンバータ３４の端子電圧が１４Ｖバッテリ２２の端子電圧よりも低いときには電流を流さない。第３接続ライン３８は、DC/DCコンバータ３４からダイオード３３までの接続ライン部３８ａと、ダイオード３３から１４Ｖバッテリ２２までの接続ライン部３８ｂと、により構成される。なお、このダイオード３３としては、１４Ｖバッテリ２２を充電できる程度の小電流ダイオードが用いられる。 The diode 33 is a semiconductor element that is provided in the middle of the third connection line 38 that connects the DC / DC converter 34 and the 14V battery 22 and that allows current to flow only in the direction from the DC / DC converter 34 to the 14V battery 22. is there. The diode 33 conducts current when the terminal voltage of the DC / DC converter 34 is higher than the terminal voltage of the 14V battery 22, but the current flows when the terminal voltage of the DC / DC converter 34 is lower than the terminal voltage of the 14V battery 22. Do not flush. The third connection line 38 includes a connection line portion 38 a from the DC / DC converter 34 to the diode 33 and a connection line portion 38 b from the diode 33 to the 14V battery 22. As the diode 33, a small current diode that can charge the 14V battery 22 is used.
前記DC/DCコンバータ３４は、第１接続ライン３６のうち、スタータスイッチ３１よりバッテリ側上流位置に設けられ、強電バッテリ２１の直流電圧をスタータモータ１の駆動電圧に変換する。このDC/DCコンバータ３４は、強電バッテリ２１を電源として横置きエンジン２を始動するスタータ始動要求時、又は、１４Ｖバッテリ２２への充電要求時、ハイブリッドコントロールモジュール８１からの変換作動指令により変換作動する。なお、DC/DCコンバータ３４は、接続ライン部３６ａと接続ライン部３６ｂとの接続位置に設けられる。 The DC / DC converter 34 is provided on the battery connection upstream side of the starter switch 31 in the first connection line 36, and converts the DC voltage of the high-power battery 21 into the drive voltage of the starter motor 1. The DC / DC converter 34 performs a conversion operation in response to a conversion operation command from the hybrid control module 81 when a starter start request for starting the horizontally placed engine 2 using the high-power battery 21 as a power source or when a charge to the 14V battery 22 is requested. . The DC / DC converter 34 is provided at a connection position between the connection line portion 36a and the connection line portion 36b.
前記電装機器３５は、DC/DCコンバータ３４と１４Ｖバッテリ２２を接続する第３接続ライン３８のうち、ダイオード３３と１４Ｖバッテリ２２を接続する接続ライン部３８ｂからの分岐ライン３９に接続される。この電装機器３５としては、照明器やモータやソレノイド等の各種の１４Ｖ負荷をいう。 The electrical equipment 35 is connected to a branch line 39 from a connection line portion 38 b connecting the diode 33 and the 14V battery 22 among the third connection lines 38 connecting the DC / DC converter 34 and the 14V battery 22. As this electrical equipment 35, it says various 14V loads, such as an illuminator, a motor, and a solenoid.
前記ハイブリッドコントロールモジュール８１は、スタータスイッチ３１とリレー３２とDC/DCコンバータ３４の作動制御を行うスタータ電源制御デバイスである。このハイブリッドコントロールモジュール８１は、強電バッテリ２１を用いたスタータ始動要求があると、スタータスイッチ３１に対するオン指令と、リレー３２に対するオフ指令と、DC/DCコンバータ３４に対する変換作動指令を出力する。また、１４Ｖバッテリ２２への充電要求があると、スタータスイッチ３１に対するオフ指令と、リレー３２に対するオフ指令と、DC/DCコンバータ３４に対する変換作動指令を出力する。さらに、１４Ｖバッテリ２２を用いたスタータ始動要求があると、スタータスイッチ３１に対するオン指令と、リレー３２に対するオン指令と、DC/DCコンバータ３４に対する停止指令を出力する。なお、１４Ｖバッテリ２２を電源とする「スタータ始動モード」は、極低温時条件又は強電バッテリ２１のSOC低下条件の成立により選択される。 The hybrid control module 81 is a starter power supply control device that controls the operation of the starter switch 31, the relay 32, and the DC / DC converter 34. When there is a starter start request using the high-power battery 21, the hybrid control module 81 outputs an ON command for the starter switch 31, an OFF command for the relay 32, and a conversion operation command for the DC / DC converter 34. When there is a charge request for the 14V battery 22, an OFF command for the starter switch 31, an OFF command for the relay 32, and a conversion operation command for the DC / DC converter 34 are output. Further, when there is a starter start request using the 14V battery 22, an ON command for the starter switch 31, an ON command for the relay 32, and a stop command for the DC / DC converter 34 are output. Note that the “starter start mode” using the 14V battery 22 as a power source is selected depending on whether the cryogenic temperature condition or the high-power battery 21 SOC lowering condition is satisfied.
次に、作用を説明する。
実施例１のＦＦハイブリッド車両用電源装置における作用を、「比較例の課題」、「スタータ電源回路の特徴作用」、「強電バッテリを用いたスタータ始動作用」、「１４Ｖバッテリの充電作用」、「１４Ｖバッテリを用いたスタータ始動作用」に分けて説明する。Next, the operation will be described.
The effects of the power supply device for the FF hybrid vehicle of the first embodiment are as follows: “problem of comparative example”, “characteristic action of starter power supply circuit”, “starter start action using high-power battery”, “charge action of 14V battery”, The description will be divided into “starter starting operation using a 14V battery”.
［比較例の課題］
図３は、比較例のスタータモータの電源装置を示し、強電バッテリを用いたスタータ始動機能と弱電バッテリの充電機能と弱電バッテリを用いたスタータ始動機能を満足する回路として設計したスタータ電源回路を比較例とする。[Problems of comparative example]
FIG. 3 shows a power supply device for a starter motor of a comparative example, comparing a starter power supply circuit designed as a circuit that satisfies a starter start function using a high-power battery, a charge function of a low-power battery, and a starter start function using a low-power battery. Take an example.
比較例の場合、図３に示すように、バッテリとして、強電バッテリ（Li-ionBATT）と弱電バッテリ（14V-BATT）を備え、スタータ電源回路は、スタータスイッチと、DC/DCコンバータと、第１リレー（RLY1）と、第２リレー（RLY2）と、を有するものとなる。このうち、第２リレー（RLY2）は、弱電バッテリの充電時、図３に示すように、DC/DCコンバータと弱電バッテリ（14V-BATT）を接続する側に切り替える。そして、強電バッテリ（Li-ionBATT）を用いたスタータ始動時、DC/DCコンバータとスタータモータを接続する側に切り替える。 In the case of the comparative example, as shown in FIG. 3, the battery includes a high-power battery (Li-ionBATT) and a low-power battery (14V-BATT), the starter power supply circuit includes a starter switch, a DC / DC converter, It has a relay (RLY1) and a second relay (RLY2). Among these, the second relay (RLY2) switches to the side connecting the DC / DC converter and the low-power battery (14V-BATT) as shown in FIG. 3 when the low-power battery is charged. Then, when starting the starter using a high-power battery (Li-ionBATT), the DC / DC converter and the starter motor are switched.
この比較例のスタータ電源回路の場合、強電バッテリ（Li-ionBATT）を用いたスタータ始動時において、第２リレー（RLY2）に大電流（例えば、ピーク電流＝600A）が流れる。このため、第２リレー（RLY2）は、スタータモータを駆動する電力供給に必要な容量が必要になり、大きく高価になってしまうという問題がある。 In the starter power supply circuit of this comparative example, a large current (for example, peak current = 600 A) flows through the second relay (RLY2) when starting the starter using the high-power battery (Li-ionBATT). For this reason, the second relay (RLY2) needs a capacity necessary for power supply for driving the starter motor, and there is a problem that it becomes large and expensive.
［スタータ電源回路の特徴作用］
上記比較例のスタータ電源回路に対し、大電流用の第２リレー（RLY2）の追加を不要としたのが本発明のスタータ電源回路３０である。[Characteristic action of starter power circuit]
The starter power supply circuit 30 of the present invention eliminates the need for adding a second relay (RLY2) for large current to the starter power supply circuit of the comparative example.
すなわち、バッテリとして、強電バッテリ２１と１４Ｖバッテリ２２を含む２個以上のバッテリを備えるものにおいて、スタータ電源回路３０は、スタータスイッチ３１と、リレー３２と、ダイオード３３と、を有する構成とした。 That is, in the battery including two or more batteries including the high-power battery 21 and the 14V battery 22 as the battery, the starter power supply circuit 30 includes the starter switch 31, the relay 32, and the diode 33.
よって、強電バッテリ２１によるスタータ始動時は、スタータスイッチ３１をオンにし、リレー３２をオフにすると、強電バッテリ２１から第１接続ライン３６を介してスタータモータ１へモータ駆動電力が供給される。このとき、スタータモータ１の駆動による電圧降下で生じる電圧差によりダイオード３３が設けられた第３接続ライン３８を介して１４Ｖバッテリ２２に電流が流れない。
１４Ｖバッテリ２２の充電時には、スタータスイッチ３１をオフにし、リレー３２をオフにすると、強電バッテリ２１から、ダイオード３３が設けられた第３接続ライン３８を介して流れるバッテリ電力により１４Ｖバッテリ２２が充電される。
１４Ｖバッテリ２２によるスタータ始動時は、スタータスイッチ３１をオンにし、リレー３２をオンにすると、１４Ｖバッテリ２２から第２接続ライン３７を介してスタータモータ１へモータ駆動電力が供給される。Therefore, when the starter is started by the high-power battery 21, when the starter switch 31 is turned on and the relay 32 is turned off, the motor drive power is supplied from the high-power battery 21 to the starter motor 1 via the first connection line 36. At this time, current does not flow to the 14V battery 22 through the third connection line 38 provided with the diode 33 due to a voltage difference caused by a voltage drop caused by driving the starter motor 1.
When the 14V battery 22 is charged, if the starter switch 31 is turned off and the relay 32 is turned off, the 14V battery 22 is charged by the battery power flowing from the high voltage battery 21 through the third connection line 38 provided with the diode 33. The
At the start of the starter by the 14V battery 22, when the starter switch 31 is turned on and the relay 32 is turned on, the motor drive power is supplied from the 14V battery 22 to the starter motor 1 via the second connection line 37.
このように、強電バッテリ２１と１４Ｖバッテリ２２の何れかで横置きエンジン２のスタータ始動ができる。このため、スタータモータ１で必要な電力のみ確保すればよく、バッテリ出力やスタータモータ出力の小型化が可能になるし、スタータモータ１に専用のサブバッテリが不要で、システムを簡素化できる。また、ダイオード３３として、１４Ｖバッテリ２２が充電できる程度の小電流ダイオードで良いし、比較例のような大電流用リレー（第２リレー）の追加も不要となるため、コストアップを抑制できる。 In this way, the starter of the horizontally placed engine 2 can be started with either the high-power battery 21 or the 14V battery 22. For this reason, it is sufficient to secure only the electric power necessary for the starter motor 1, the battery output and the starter motor output can be miniaturized, and a dedicated sub-battery is not required for the starter motor 1, thereby simplifying the system. In addition, the diode 33 may be a small current diode that can charge the 14V battery 22, and it is not necessary to add a large current relay (second relay) as in the comparative example, so that an increase in cost can be suppressed.
この結果、電源システムの小型化・簡素化・低コスト化を図りながら、スタータモータ１の電源供給用バッテリとして、強電バッテリ２１と１４Ｖバッテリ２２のうち、任意のバッテリを優先して用いることができる。 As a result, any one of the high-power battery 21 and the 14V battery 22 can be preferentially used as the power supply battery for the starter motor 1 while reducing the size, simplification, and cost of the power supply system. .
［強電バッテリを用いたスタータ始動作用］
図４は、強電バッテリ２１を用いたスタータ始動作用を示し、図５は、EV走行におけるモータ出力削減効果を示すモータ回転数/モータトルク特性図である。以下、図４及び図５に基づき、強電バッテリ２１を用いたスタータ始動作用を説明する。[Starter starting action using high-power battery]
FIG. 4 shows the starter starting action using the high-power battery 21, and FIG. 5 is a motor rotation speed / motor torque characteristic diagram showing the motor output reduction effect in EV travel. Hereinafter, the starter starting operation using the high-power battery 21 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
例えば、走行中に強電バッテリ２１を用いたスタータ始動要求があると、ハイブリッドコントロールモジュール８１からは、スタータスイッチ３１に対するオン指令と、リレー３２に対するオフ指令と、DC/DCコンバータ３４に対する変換作動指令が出力される。 For example, when there is a starter start request using the high-power battery 21 during traveling, the hybrid control module 81 issues an ON command for the starter switch 31, an OFF command for the relay 32, and a conversion operation command for the DC / DC converter 34. Is output.
よって、強電バッテリ２１から、接続ライン部３６ａ→DC/DCコンバータ３４→接続ライン部３６ｂ→スタータスイッチ３１→接続ライン部３６ｃを介してスタータモータ１へモータ駆動電力が供給される。このときのスタータモータ１の駆動電力は2KW〜3KW程度であり、大電流が流れることで第１接続ライン３６の電圧が降下する。この電圧降下により、DC/DCコンバータ３４の端子電圧（例えば、5V〜12V）になるのに対し、１４Ｖバッテリ２２の端子電圧（14V程度）であることで、電圧差（バッテリ端子電圧＞コンバータ端子電圧）が生じる。このため、強電バッテリ２１でスタータモータ１にモータ駆動電力を供給するとき、ダイオード３３が設けられた第３接続ライン３８を介して１４Ｖバッテリ２２に電流が流れない。 Therefore, the motor drive power is supplied from the high voltage battery 21 to the starter motor 1 through the connection line portion 36a → the DC / DC converter 34 → the connection line portion 36b → the starter switch 31 → the connection line portion 36c. At this time, the drive power of the starter motor 1 is about 2 KW to 3 KW, and the voltage of the first connection line 36 drops when a large current flows. Due to this voltage drop, the terminal voltage of the DC / DC converter 34 (for example, 5V to 12V), whereas the terminal voltage of the 14V battery 22 (about 14V), the voltage difference (battery terminal voltage> converter terminal) Voltage). For this reason, when the high-power battery 21 supplies motor drive power to the starter motor 1, no current flows through the 14V battery 22 via the third connection line 38 provided with the diode 33.
したがって、走行中等において強電バッテリ２１を用いたスタータ始動要求があると、強電バッテリ２１を用いたスタータ始動を行うことができる。加えて、強電バッテリ２１でスタータモータ１にモータ駆動電力を供給できるため、モータ/ジェネレータ４の出力トルクをエンジン始動用に確保する必要がなく、EV走行におけるモータ/ジェネレータ４の出力低下を抑え、モータ/ジェネレータ４の最大出力まで使ったEV走行を行うことができる。 Therefore, if there is a starter start request using the high-power battery 21 during traveling or the like, the starter start using the high-power battery 21 can be performed. In addition, since the motor drive power can be supplied to the starter motor 1 by the high-power battery 21, it is not necessary to secure the output torque of the motor / generator 4 for starting the engine, and the decrease in the output of the motor / generator 4 during EV traveling is suppressed. EV running using the maximum output of the motor / generator 4 can be performed.
すなわち、強電バッテリ２１を用いたスタータ始動方式としては、第１クラッチ３を滑り締結しながらモータ/ジェネレータ４によりクランキングする「MG始動モード」により行うことが可能である。しかし、この「MG始動モード」とした場合、図５の矢印Ａに示すように、走行駆動に用いることが可能なモータ/ジェネレータ４のトルクが、エンジン始動トルク分だけダウンする。つまり、図５の矢印Ｂに示す分だけ、EV走行で使用できる出力が低下する。 That is, the starter starting method using the high-power battery 21 can be performed in the “MG start mode” in which the first clutch 3 is slid and fastened and the motor / generator 4 is cranked. However, when the “MG start mode” is set, the torque of the motor / generator 4 that can be used for traveling drive is reduced by an amount corresponding to the engine start torque, as indicated by an arrow A in FIG. That is, the output that can be used in EV traveling is reduced by the amount indicated by arrow B in FIG.
［１４Ｖバッテリの充電作用］
図６は、強電バッテリ２１による１４Ｖバッテリ２２の充電作用を示す。以下、図６に基づき、１４Ｖバッテリ２２の充電作用を説明する。[Charging action of 14V battery]
FIG. 6 shows the charging operation of the 14V battery 22 by the high-power battery 21. Hereinafter, the charging operation of the 14V battery 22 will be described with reference to FIG.
例えば、走行中に１４Ｖバッテリ２２への充電要求があると、ハイブリッドコントロールモジュール８１からは、スタータスイッチ３１に対するオフ指令と、リレー３２に対するオフ指令と、DC/DCコンバータ３４に対する変換作動指令が出力される。 For example, when there is a request for charging the 14V battery 22 during traveling, the hybrid control module 81 outputs an off command for the starter switch 31, an off command for the relay 32, and a conversion operation command for the DC / DC converter 34. The
よって、強電バッテリ２１から、接続ライン部３６ａ→DC/DCコンバータ３４→接続ライン部３６ｂ→接続ライン部３８ａ→ダイオード３３→接続ライン部３８ｂ→接続ライン部３７ａを介して流れるバッテリ電力により１４Ｖバッテリ２２が充電される。このときのDC/DCコンバータ３４の端子電圧を、１４Ｖバッテリ２２の端子電圧より高い電圧（例えば、15V程度）しておくと、１４Ｖバッテリ２２の端子電圧（14V程度）より高電圧となり、電圧差（バッテリ端子電圧＜コンバータ端子電圧）が生じる。このため、強電バッテリ２１により１４Ｖバッテリ２２を充電するとき、DC/DCコンバータ３４からダイオード３３が設けられた第３接続ライン３８を介して１４Ｖバッテリ２２に向かって電流が流れる。 Therefore, the 14V battery 22 is generated by the battery power flowing from the high voltage battery 21 through the connection line portion 36a → DC / DC converter 34 → connection line portion 36b → connection line portion 38a → diode 33 → connection line portion 38b → connection line portion 37a. Is charged. If the terminal voltage of the DC / DC converter 34 at this time is higher than the terminal voltage of the 14V battery 22 (for example, about 15V), it becomes higher than the terminal voltage of the 14V battery 22 (about 14V), resulting in a voltage difference. (Battery terminal voltage <converter terminal voltage) is generated. For this reason, when the 14V battery 22 is charged by the high-power battery 21, a current flows from the DC / DC converter 34 to the 14V battery 22 via the third connection line 38 provided with the diode 33.
したがって、走行中等において１４Ｖバッテリ２２への充電要求があると、１４Ｖバッテリ２２より充電容量が大きくて十分に余裕がある強電バッテリ２１を用い、１４Ｖバッテリ２２を充電することができる。 Therefore, when there is a charge request to the 14V battery 22 during traveling or the like, the 14V battery 22 can be charged using the high-power battery 21 having a charge capacity larger than the 14V battery 22 and having a sufficient margin.
［１４Ｖバッテリを用いたスタータ始動作用］
図７は、１４Ｖバッテリ２２を用いたスタータ始動作用を示す。以下、図７に基づき、１４Ｖバッテリ２２を用いたスタータ始動作用を説明する。[Starter starting action using 14V battery]
FIG. 7 shows the starter starting operation using the 14V battery 22. Hereinafter, the starter starting action using the 14V battery 22 will be described with reference to FIG.
１４Ｖバッテリ２２を用いたスタータ始動要求があると、ハイブリッドコントロールモジュール８１からは、スタータスイッチ３１に対するオン指令と、リレー３２に対するオン指令と、DC/DCコンバータ３４に対する停止指令が出力される。 When there is a starter start request using the 14V battery 22, the hybrid control module 81 outputs an ON command for the starter switch 31, an ON command for the relay 32, and a stop command for the DC / DC converter 34.
よって、１４Ｖバッテリ２２から、接続ライン部３７ａ→リレー３２→接続ライン部３７ｂ→接続ライン部３６ｂ→スタータスイッチ３１→接続ライン部３６ｃを介してスタータモータ１へモータ駆動電力が供給される。このときのスタータモータ１の駆動電力は2KW〜3KW程度であり、大電流が流れることで第１接続ライン３６の電圧が降下する。このときのDC/DCコンバータ３４の端子電圧は、０Vであるため、１４Ｖバッテリ２２の端子電圧（14V）より低電圧となり、電圧差（バッテリ端子電圧＞コンバータ端子電圧）が生じる。このため、１４Ｖバッテリ２２を用いてスタータ始動するとき、DC/DCコンバータ３４からダイオード３３が設けられた第３接続ライン３８を介して１４Ｖバッテリ２２に向かって電流が流れことはない。 Therefore, the motor drive power is supplied from the 14V battery 22 to the starter motor 1 through the connection line part 37a → the relay 32 → the connection line part 37b → the connection line part 36b → the starter switch 31 → the connection line part 36c. At this time, the drive power of the starter motor 1 is about 2 KW to 3 KW, and the voltage of the first connection line 36 drops when a large current flows. Since the terminal voltage of the DC / DC converter 34 at this time is 0V, the voltage is lower than the terminal voltage (14V) of the 14V battery 22, and a voltage difference (battery terminal voltage> converter terminal voltage) is generated. Therefore, when the starter is started using the 14V battery 22, no current flows from the DC / DC converter 34 toward the 14V battery 22 through the third connection line 38 provided with the diode 33.
この電圧降下により、DC/DCコンバータ３４の端子電圧（例えば、5V〜12V）になるのに対し、１４Ｖバッテリ２２の端子電圧（14V程度）であることで、電圧差（バッテリ端子電圧＞コンバータ端子電圧）が生じる。このため、強電バッテリ２１でスタータモータ１にモータ駆動電力を供給するとき、ダイオード３３が設けられた第３接続ライン３８を介して１４Ｖバッテリ２２に電流が流れない。 Due to this voltage drop, the terminal voltage of the DC / DC converter 34 (for example, 5V to 12V), whereas the terminal voltage of the 14V battery 22 (about 14V), the voltage difference (battery terminal voltage> converter terminal) Voltage). For this reason, when the high-power battery 21 supplies motor drive power to the starter motor 1, no current flows through the 14V battery 22 via the third connection line 38 provided with the diode 33.
したがって、走行中等において１４Ｖバッテリ２２を用いたスタータ始動要求があると、１４Ｖバッテリ２２を用いたスタータ始動を行うことができる。加えて、強電バッテリ２１を用いたスタータ始動を行うエンジン始動制御をベースにすると、エンジン始動に伴う電装機器３５の瞬低を防止できる。しかし、バッテリ性能が大幅に低下する極低温時やバッテリSOCが低下したとき、エンジン始動に長時間を要したり、エンジン始動できなかったりすることがある。これに対し、極低温時条件、又は、強電バッテリ２１のSOC低下条件の成立により、１４Ｖバッテリ２２を用いたスタータ始動を選択すると、確実に横置きエンジン２を始動することができる。 Therefore, if there is a starter start request using the 14V battery 22 during traveling or the like, the starter start using the 14V battery 22 can be performed. In addition, if the engine start control that performs the starter start using the high-power battery 21 is used as a base, it is possible to prevent the electrical equipment 35 from being momentarily lowered due to the engine start. However, it may take a long time to start the engine or the engine may not be able to start when the battery performance is extremely low or when the battery SOC decreases. On the other hand, when the starter start using the 14V battery 22 is selected based on the cryogenic temperature condition or the SOC reduction condition of the high-power battery 21, the horizontally placed engine 2 can be reliably started.
次に、効果を説明する。
実施例１のＦＦハイブリッド車両用電源装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。Next, the effect will be described.
The effects listed below can be obtained in the power supply device for an FF hybrid vehicle of the first embodiment.
(1) 駆動系にスタータモータ１とエンジン（横置きエンジン２）を有し、
スタータモータ１のスタータ電源回路３０に、第１バッテリ（強電バッテリ２１）と第２バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）を含む２個以上のバッテリを備える車両用電源装置（ＦＦハイブリッド車両用電源装置）において、
スタータ電源回路３０は、
第１バッテリ（強電バッテリ２１）とスタータモータ１を接続する第１接続ライン３６のモータ側下流位置に設けられ、第１バッテリ（強電バッテリ２１）とスタータモータ１を断接するスタータスイッチ３１と、
第２バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）とスタータスイッチ１を接続する第２接続ライン３７の途中位置に設けられ、第２バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）とスタータスイッチ３１を断接するリレー３２と、
第１バッテリ（強電バッテリ２１）と第２バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）を接続する第３接続ライン３８の途中位置に設けられ、第１バッテリ（強電バッテリ２１）から第２バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）へと向かう方向にのみ電流を流すダイオード３３と、
を有する（図２）。
このため、電源システムの小型化・簡素化・低コスト化を図りながら、スタータモータ１の電源供給用バッテリとして任意のバッテリを優先して用いることができる。(1) The drive system has a starter motor 1 and an engine (horizontal engine 2).
In a vehicle power supply device (FF hybrid vehicle power supply device) provided with two or more batteries including a first battery (high power battery 21) and a second battery (14V battery 22) in the starter power supply circuit 30 of the starter motor 1,
The starter power supply circuit 30
A starter switch 31 provided at a downstream position on the motor side of a first connection line 36 connecting the first battery (high-power battery 21) and the starter motor 1, and connecting and disconnecting the first battery (high-power battery 21) and the starter motor 1;
A relay 32 that is provided in the middle of the second connection line 37 that connects the second battery (14V battery 22) and the starter switch 1, and connects and disconnects the second battery (14V battery 22) and the starter switch 31;
It is provided in the middle of the third connection line 38 that connects the first battery (high-power battery 21) and the second battery (14V battery 22), and from the first battery (high-power battery 21) to the second battery (14V battery 22). A diode 33 for flowing current only in the direction toward
(FIG. 2).
Therefore, an arbitrary battery can be preferentially used as the power supply battery for the starter motor 1 while reducing the size, simplifying, and reducing the cost of the power supply system.
(2) 車両は、駆動系にスタータモータ１とエンジン（横置きエンジン２）とモータ/ジェネレータ４を有するハイブリッド車両であり、
第１バッテリは、モータ/ジェネレータ４とスタータモータ１の電源として用いられる強電バッテリ２１であり、
第２バッテリは、スタータモータ１の電源として用いられ、強電バッテリ２１により充電される弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）であり、
スタータ電源回路３０は、
強電バッテリ２１とスタータモータ１を接続する第１接続ライン３６のモータ側下流位置に設けられ、強電バッテリ２１とスタータモータ１を断接するスタータスイッチ３１と、
第１接続ライン３６のうち、スタータスイッチ３１よりバッテリ側上流位置に設けられ、強電バッテリ２１の直流電圧をスタータモータ１の駆動電圧に変換するDC/DCコンバータ３４と、
弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）とスタータスイッチ３１を接続する第２接続ライン３７の途中位置に設けられ、弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）とスタータスイッチ３１を断接するリレー３２と、
DC/DCコンバータ３４と弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）を接続する第３接続ライン３８の途中位置に設けられ、DC/DCコンバータ３４から弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）へと向かう方向にのみ電流を流すダイオード３３と、
を有する（図２）。
このため、(1)の効果に加え、エンジン（横置きエンジン２）とモータ/ジェネレータ４を有するハイブリッド車両において、既存の強電バッテリ２１と弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）を活用した電源システムを構築することができる。(2) The vehicle is a hybrid vehicle having a starter motor 1, an engine (horizontal engine 2), and a motor / generator 4 in the drive system,
The first battery is a high-power battery 21 used as a power source for the motor / generator 4 and the starter motor 1.
The second battery is a low-power battery (14V battery 22) used as a power source for the starter motor 1 and charged by the high-power battery 21.
The starter power supply circuit 30
A starter switch 31 that is provided at a position downstream of the first connection line 36 that connects the high-power battery 21 and the starter motor 1, and connects and disconnects the high-power battery 21 and the starter motor 1;
A DC / DC converter 34 that is provided upstream of the starter switch 31 in the first connection line 36 and converts the DC voltage of the high-power battery 21 into the drive voltage of the starter motor 1;
A relay 32 that is provided in the middle of the second connection line 37 that connects the low-power battery (14V battery 22) and the starter switch 31, and connects and disconnects the low-power battery (14V battery 22) and the starter switch 31;
It is provided in the middle of the third connection line 38 that connects the DC / DC converter 34 and the low-power battery (14V battery 22), and current flows only in the direction from the DC / DC converter 34 to the low-power battery (14V battery 22). A diode 33;
(FIG. 2).
For this reason, in addition to the effect of (1), in the hybrid vehicle having the engine (horizontal engine 2) and the motor / generator 4, a power supply system utilizing the existing high-power battery 21 and low-power battery (14V battery 22) is constructed. be able to.
(3) スタータスイッチ３１とリレー３２とDC/DCコンバータ３４の作動制御を行うスタータ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）を設け、
スタータ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、強電バッテリ２１を用いたスタータ始動要求があると、スタータスイッチ３１に対するオン指令と、リレー３２に対するオフ指令と、DC/DCコンバータ３４に対する変換作動指令を出力する（図４）。
このため、(2)の効果に加え、強電バッテリ２１を用いたスタータ始動要求があると、強電バッテリ２１を用いたスタータ始動を行うことができる。加えて、エンジン始動モードとして「MG始動モード」を選択する場合に対し、EV走行におけるモータ/ジェネレータ４の出力低下が抑えられ、モータ/ジェネレータ４の最大出力まで使ったEV走行を行うことができる。(3) Provide a starter power supply control means (hybrid control module 81) for controlling the operation of the starter switch 31, the relay 32, and the DC / DC converter 34;
The starter power supply control means (hybrid control module 81), when there is a starter start request using the high-power battery 21, issues an on command to the starter switch 31, an off command to the relay 32, and a conversion operation command to the DC / DC converter 34. Output (FIG. 4).
For this reason, in addition to the effect of (2), if there is a starter start request using the high-power battery 21, the starter start using the high-power battery 21 can be performed. In addition, when the “MG start mode” is selected as the engine start mode, a decrease in the output of the motor / generator 4 during EV travel is suppressed, and EV travel using up to the maximum output of the motor / generator 4 can be performed. .
(4) スタータ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）への充電要求があると、スタータスイッチ３１に対するオフ指令と、リレー３２に対するオフ指令と、DC/DCコンバータ３４に対する変換作動指令を出力する（図６）。
このため、(3)の効果に加え、弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）への充電要求があると、弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）より充電容量が大きくて十分に余裕がある強電バッテリ２１を用い、弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）を充電することができる。(4) The starter power supply control means (hybrid control module 81), when there is a charge request to the low-power battery (14V battery 22), the off command for the starter switch 31, the off command for the relay 32, and the DC / DC converter 34 The conversion operation command for is output (FIG. 6).
For this reason, in addition to the effect of (3), when there is a charge request to the low-power battery (14V battery 22), the high-power battery 21 having a sufficient charge capacity and a sufficient margin than the low-power battery (14V battery 22) is used. The low-power battery (14V battery 22) can be charged.
(5) スタータ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）を用いたスタータ始動要求があると、スタータスイッチ３１に対するオン指令と、リレー３２に対するオン指令と、DC/DCコンバータ３４に対する停止指令を出力する（図７）。
このため、(3)又は(4)の効果に加え、弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）を用いたスタータ始動要求があると、弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）を用いたスタータ始動を行うことができる。加えて、極低温時条件、又は、強電バッテリ２１のSOC低下条件の成立により、弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）を用いたスタータ始動を選択すると、確実に横置きエンジン２を始動することができる。(5) When the starter power supply control means (hybrid control module 81) has a starter start request using a low-power battery (14V battery 22), the start command for the starter switch 31, the on command for the relay 32, and the DC / DC A stop command for the converter 34 is output (FIG. 7).
For this reason, in addition to the effect of (3) or (4), if there is a starter start request using the low-power battery (14V battery 22), the starter start using the low-power battery (14V battery 22) can be performed. In addition, when the starter start using the low-power battery (14V battery 22) is selected based on the cryogenic temperature condition or the SOC reduction condition of the high-power battery 21, the lateral engine 2 can be reliably started.
(6) スタータ電源回路３０は、DC/DCコンバータ３４と弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）を接続する第３接続ライン３８のうち、ダイオード３３と弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）を接続する接続ライン部３８ｂからの分岐ライン３９に車載の電装機器３５を接続した（図２）。
このため、(2)〜(5)の効果に加え、強電バッテリ２１を用いたスタータ始動を行うエンジン始動制御を行うと、弱電バッテリ（１４Ｖバッテリ２２）が電装機器３５の専用電源となり、エンジン始動に伴う電装機器３５の瞬低を防止することができる。(6) The starter power circuit 30 includes a connection line portion 38b for connecting the diode 33 and the low-power battery (14V battery 22) among the third connection lines 38 for connecting the DC / DC converter 34 and the low-power battery (14V battery 22). The in-vehicle electrical equipment 35 was connected to the branch line 39 from (FIG. 2).
Therefore, in addition to the effects (2) to (5), when engine start control is performed to start the starter using the high-power battery 21, the low-power battery (14V battery 22) becomes a dedicated power source for the electrical equipment 35, and the engine start It is possible to prevent the voltage drop of the electrical equipment 35 associated with.
以上、本発明の車両用電源装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the vehicle power supply device of the present invention has been described based on the first embodiment, the specific configuration is not limited to the first embodiment, and the invention according to each claim of the claims. Design changes and additions are allowed without departing from the gist.
実施例１では、バッテリとして、強電バッテリ２１と１４Ｖバッテリ２２の２個のバッテリを備えた例を示した。しかし、バッテリとしては、例えば、同程度の容量を持つバッテリを３個以上の複数個備える例であっても良い。 In Example 1, the example provided with two batteries, the high-power battery 21 and the 14V battery 22, was shown as a battery. However, for example, the battery may be an example in which a plurality of three or more batteries having the same capacity are provided.
実施例１では、本発明の車両用電源装置を、駆動系にスタータモータ１と横置きエンジン２とモータ/ジェネレータ４を有するＦＦハイブリッド車両に適用する例を示した。しかし、本発明の車両用電源装置は、駆動系にスタータモータとエンジンを有し、アイドルストップ制御を行うエンジン車に対しても適用することができる。この場合、エンジン再始動用バッテリとの切り替え構造を簡素にすることができる。 In the first embodiment, an example in which the vehicle power supply device of the present invention is applied to an FF hybrid vehicle having a starter motor 1, a transverse engine 2 and a motor / generator 4 in a drive system is shown. However, the vehicle power supply device of the present invention can also be applied to an engine vehicle that has a starter motor and an engine in a drive system and performs idle stop control. In this case, the switching structure with the engine restart battery can be simplified.
１ スタータモータ
２ 横置きエンジン（エンジン）
３ 第１クラッチ
４ モータ/ジェネレータ
５ 第２クラッチ
２１ 強電バッテリ（第１バッテリ）
２２ １４Ｖバッテリ（第２バッテリ、弱電バッテリ）
３０ スタータ電源回路
３１ スタータスイッチ
３２ リレー
３３ ダイオード
３４ DC/DCコンバータ
３５ 電装機器
３６ 第１接続ライン
３７ 第２接続ライン
３８ 第３接続ライン
３９ 分岐ライン
８１ ハイブリッドコントロールモジュール（スタータ電源制御手段）1 Starter motor 2 Horizontal engine (engine)
3 First clutch 4 Motor / generator 5 Second clutch 21 High-power battery (first battery)
22 14V battery (second battery, low power battery)
30 Starter power supply circuit 31 Starter switch 32 Relay 33 Diode 34 DC / DC converter 35 Electrical equipment 36 First connection line 37 Second connection line 38 Third connection line 39 Branch line 81 Hybrid control module (starter power control means)
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