JP2010045869A - Power supply apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電機からバッテリへの充電電流及びバッテリから負荷への放電電流を検出する電流センサを備え、この電流センサの検出結果に応じて電力供給を行う電力供給装置に関する。 The present invention relates to a power supply device that includes a current sensor that detects a charging current from a generator to a battery and a discharging current from a battery to a load, and that supplies power according to the detection result of the current sensor.
近年、車輌の安全性、利便性、快適性及び商品力等の観点から、車輌に搭載される電気機器の数は増加の一途をたどっている。例えば、車輌の走行中に動作する電動ブレーキ及び電動パワーステアリング等の機器の他に、停車中にも動作するカーナビゲーション装置、遠隔施錠解錠システム及びランプ等の機器が車輌に搭載されている。停車中に動作する電気機器は、車輌に搭載されたバッテリから電力が供給されている。しかし、バッテリに蓄えることができる電力は有限であり、停車中に電気機器を長期に亘って使用することにより、所謂バッテリ上がりが発生する。車輌に搭載される電気機器の数の増加に伴って、バッテリ上がりの発生する可能性が増大するという問題がある。 In recent years, from the viewpoints of vehicle safety, convenience, comfort, product power, and the like, the number of electrical devices mounted on vehicles has been increasing. For example, in addition to devices such as an electric brake and electric power steering that operate while the vehicle is running, devices such as a car navigation device that operates even when the vehicle is stopped, a remote locking and unlocking system, and a lamp are mounted on the vehicle. Electric equipment that operates while the vehicle is stopped is supplied with electric power from a battery mounted on the vehicle. However, the electric power that can be stored in the battery is finite, and so-called battery increase occurs when an electric device is used for a long time while the vehicle is stopped. As the number of electrical devices mounted on a vehicle increases, there is a problem that the possibility of battery exhaustion increases.
上記の問題に対して、車輌のエンジン停止後にタイマによる計時を開始し、所定時間の経過後にバッテリからの電力の供給を停止する対策がある。しかし、エンジンが停止されたときにバッテリの残容量が少ない場合には、タイマの設定時間が長ければバッテリ上がりが発生する虞がある。バッテリの残容量が少ない場合を考慮してタイマの設定時間を短くすると、ユーザは車輌に搭載された電気機器をエンジン停止後に短期間しか使用することができず、利便性が低下する。 In order to solve the above problem, there is a measure for starting time measurement by a timer after stopping the engine of the vehicle and stopping supply of electric power from the battery after a predetermined time has elapsed. However, if the remaining capacity of the battery is small when the engine is stopped, the battery may run out if the set time of the timer is long. If the set time of the timer is shortened in consideration of the case where the remaining capacity of the battery is small, the user can use electric devices mounted on the vehicle only for a short period after the engine is stopped, and convenience is reduced.
特許文献1においては、バッテリの充電状態を検出し、ユーザにより入力された動作保証期間に応じて、自動車内の負荷の間欠的な駆動に係る間欠時間を計算することにより、自動車のエンジンの停止状態におけるバッテリ上がりを防止できる車載電源管理装置が提案されている。この車載電源管理装置は、少なくともユーザにより入力された動作保証期間は、バッテリの充電切れが生じることはない。
特許文献1に記載の車載電源管理装置のように、バッテリの残容量に応じて電力供給の制御を行うことによって、エンジン停止後にバッテリ上がりが発生することを未然に防止することができる。バッテリの残容量は、発電機からバッテリへ流れる電流及びバッテリから負荷へ流れる電流を電流センサにて検出し、その検出値の積分値を算出することで取得することができる。このため、精度のよいバッテリの残容量を取得するためには、電流センサの検出精度を高める必要がある。
By controlling the power supply according to the remaining capacity of the battery as in the in-vehicle power management device described in
本願発明者は、発電機からバッテリへ電流が流れ込んで充電が行われている状態から、エンジン停止によりバッテリから負荷へ電流が流れ出る状態へ変化した場合など、即ち電流の流れる方向が反転された場合に、電流センサの検出値に誤差が生じることを見出した。電流センサの検出値に誤差が生じると、その積分値により算出されるバッテリの残容量の精度が低下するため、特許文献1に記載の車載電源管理装置のようにバッテリの残容量に応じた電力供給の制御を行っても、バッテリ上がりを防止することができない虞がある。
The inventor of the present application, for example, when the current is flowing from the generator to the battery and charging is performed, and when the engine is stopped and the current flows from the battery to the load, that is, when the direction of current flow is reversed. In addition, it has been found that an error occurs in the detection value of the current sensor. If an error occurs in the detection value of the current sensor, the accuracy of the remaining capacity of the battery calculated based on the integral value decreases. Therefore, the power corresponding to the remaining capacity of the battery as in the in-vehicle power management device described in
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、バッテリが充電状態から放電状態へ移行し、電流センサが検出する電流の方向が反転した場合であっても、電流センサに生じる誤差を補正して精度のよい電力供給の制御を行うことができる電力供給装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is when the battery transitions from the charged state to the discharged state and the direction of the current detected by the current sensor is reversed. It is another object of the present invention to provide a power supply apparatus that can correct an error generated in a current sensor and perform accurate power supply control.
本発明に係る電力供給装置は、発電した電力を負荷へ供給する発電機と、該発電機が発電した電力を蓄積すると共に、蓄積した電力を前記負荷へ供給するバッテリと、前記発電機から前記バッテリへの充電電流及び前記バッテリから前記負荷への放電電流を検出する電流センサとを備える電力供給装置において、前記発電機の電力供給の停止を判定する停止判定手段と、前記発電機の電力供給が停止された場合に、停止前に前記電流センサが検出した検出値を取得する停止前検出値取得手段と、前記発電機の電力供給の停止前の検出値及び停止後の検出値に対応付けて、前記電流センサの検出値に対する補正値を記憶した補正値記憶手段と、前記発電機の電力供給が停止された後、前記停止前検出値取得手段が取得した停止前の検出値及び前記電流センサが検出する検出値に応じて、前記補正値記憶手段が記憶した補正値から検出値の補正に用いる補正値を決定する補正値決定手段と、前記発電機の電力供給が停止された後、前記補正値決定手段が決定した補正値に応じて、前記電流センサの検出値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。 A power supply device according to the present invention includes a generator for supplying generated power to a load, a battery for storing the power generated by the generator, and supplying the stored power to the load, and the generator from the generator In a power supply device comprising a current sensor for detecting a charging current to the battery and a discharging current from the battery to the load, stop determination means for determining stoppage of power supply of the generator, and power supply of the generator Is associated with the detection value before stopping and the detection value before stopping the power supply of the generator and the detection value after stopping Correction value storage means for storing a correction value for the detection value of the current sensor, and a detection value before stop acquired by the detection value acquisition means before stop after the power supply to the generator is stopped and A correction value determining means for determining a correction value used for correcting the detected value from the correction value stored in the correction value storage means in accordance with a detection value detected by the current sensor; and after the power supply to the generator is stopped And correction means for correcting the detection value of the current sensor in accordance with the correction value determined by the correction value determination means.
また、本発明に係る電力供給装置は、前記バッテリが蓄積している電力の残容量を算出する残容量算出手段と、前記補正手段が補正した検出値及び前記残容量算出手段が算出した残容量に応じて、前記バッテリから負荷へ電力を供給できる残時間を算出する残時間算出手段と、該残時間算出手段が算出した残時間が所定時間より短い場合に警告を行う警告手段とを備えることを特徴とする。 In addition, the power supply device according to the present invention includes a remaining capacity calculation unit that calculates a remaining capacity of power stored in the battery, a detection value corrected by the correction unit, and a remaining capacity calculated by the remaining capacity calculation unit. A remaining time calculating unit that calculates a remaining time during which power can be supplied from the battery to the load, and a warning unit that issues a warning when the remaining time calculated by the remaining time calculating unit is shorter than a predetermined time. It is characterized by.
また、本発明に係る電力供給装置は、前記バッテリが蓄積している電力の残容量を算出する残容量算出手段と、前記補正手段が補正した検出値及び前記残容量算出手段が算出した残容量に応じて、前記バッテリから負荷へ電力を供給できる残時間を算出する残時間算出手段と、該残時間算出手段が算出した残時間が所定時間より短い場合に、前記バッテリから負荷への電力供給を停止する停止手段とを備えることを特徴とする。 In addition, the power supply device according to the present invention includes a remaining capacity calculation unit that calculates a remaining capacity of power stored in the battery, a detection value corrected by the correction unit, and a remaining capacity calculated by the remaining capacity calculation unit. And a remaining time calculating means for calculating a remaining time during which power can be supplied from the battery to the load, and a power supply from the battery to the load when the remaining time calculated by the remaining time calculating means is shorter than a predetermined time. And a stop means for stopping the operation.
また、本発明に係る電力供給装置は、前記電流センサは連続的又は断続的に電流の検出を行うようにしてあり、前記電流センサの検出値を記憶する検出値記憶手段を更に備え、前記停止前検出値取得手段は、前記検出値記憶手段から電力供給の停止前の検出値を取得するようにしてあることを特徴とする。 Further, the power supply device according to the present invention is such that the current sensor continuously or intermittently detects a current, further comprising a detection value storage means for storing a detection value of the current sensor, and the stop The pre-detection value acquisition unit acquires the detection value before the power supply is stopped from the detection value storage unit.
また、本発明に係る電力供給装置は、前記発電機が、車輌のエンジンの動作に応じて発電を行うようにしてあり、前記エンジンの始動/停止に係る制御信号を取得するエンジン制御信号取得手段を更に備え、前記停止判定手段は、前記エンジン制御信号取得手段が取得した制御信号に基づく前記エンジンの動作状態に応じて、前記発電機の電力供給の停止を判定するようにしてあることを特徴とする。 In the power supply apparatus according to the present invention, the generator generates power in accordance with the operation of the engine of the vehicle, and obtains a control signal for starting / stopping the engine. The stop determination unit is configured to determine whether to stop the power supply of the generator according to the operation state of the engine based on the control signal acquired by the engine control signal acquisition unit. And
本発明においては、発電機からバッテリへの電力供給が停止された場合に、電力供給停止前の電流センサによる検出値と、電力供給停止後の検出値とを基に、両検出値に対応付けて予め複数記憶された補正値から検出値の補正に用いる一の補正値を決定し、電流センサの検出値を補正する。
本願発明者は、バッテリが充電状態から放電状態へ移行し、電流センサが検出する電流の向きが反転した場合、反転後の電流センサの検出値に生じる誤差が、反転前の充電電流の量に依存すると共に、反転後の放電電流の量に依存することを見出した。そこで、充電電流及び放電電流に対する電流センサの検出値の誤差を予め測定し、この誤差を補正するための補正値を、電力供給装置が予め記憶しておく。これにより、電力供給装置は電流センサにより放電電流を検出し、その検出値を補正値に基づいて補正することができ、精度のよい放電電流の検出を行うことができる。
In the present invention, when the power supply from the generator to the battery is stopped, the detected values by the current sensor before the power supply is stopped and the detected values after the power supply is stopped are associated with both detected values. One correction value used for correction of the detection value is determined from a plurality of correction values stored in advance, and the detection value of the current sensor is corrected.
The inventor of the present application, when the battery transitions from the charged state to the discharged state and the direction of the current detected by the current sensor is reversed, the error that occurs in the detected value of the current sensor after the inversion is the amount of the charging current before the inversion It has been found that it depends on the amount of discharge current after inversion. Therefore, the error of the detection value of the current sensor with respect to the charging current and the discharging current is measured in advance, and the correction value for correcting this error is stored in advance by the power supply apparatus. Accordingly, the power supply device can detect the discharge current by the current sensor, correct the detected value based on the correction value, and can detect the discharge current with high accuracy.
また本発明においては、バッテリの残容量を算出し、補正した電流の検出値に応じてバッテリの電力供給が可能な残時間を算出する。バッテリの残容量は、例えばバッテリへ流れ込む充電電流の積分値と、バッテリから流れ出る放電電流の積分値との差分から算出することができる。また例えば、バッテリの電圧などを基に算出することもできる。電力供給可能な残時間は、例えばエンジンの始動に必要なバッテリの容量と現時点でのバッテリの残容量との差をバッテリの使用可能容量とし、この使用可能容量と現時点での放電電流量とを比較することで残時間を求めることができる。
残時間が所定時間より短くなった場合、電力供給装置が警告ランプ又は警告音等により警告を行うことで、ユーザにバッテリの残容量の低下を認識させることができる。また、残時間が所定時間より短くなった場合に、電力供給装置がバッテリから負荷への電力供給を停止することで、バッテリ上がりを防ぐことができる。
In the present invention, the remaining capacity of the battery is calculated, and the remaining time during which the battery can be supplied is calculated according to the corrected detected current value. The remaining capacity of the battery can be calculated, for example, from the difference between the integrated value of the charging current flowing into the battery and the integrated value of the discharging current flowing out of the battery. For example, it can also be calculated based on the voltage of the battery. The remaining time for which power can be supplied is, for example, the difference between the capacity of the battery required for starting the engine and the current remaining capacity of the battery as the usable capacity of the battery, and the usable capacity and the current discharge current amount The remaining time can be obtained by comparison.
When the remaining time becomes shorter than the predetermined time, the power supply device issues a warning with a warning lamp or a warning sound, thereby allowing the user to recognize a decrease in the remaining capacity of the battery. Further, when the remaining time becomes shorter than the predetermined time, the power supply device stops the power supply from the battery to the load, so that the battery can be prevented from running out.
また本発明においては、電流センサによりバッテリへ流れ込む電流及び流れ出す電流の検出を連続的又は断続的に行って、検出値を記憶しておく。発電機からバッテリへの電力供給が停止され、バッテリが充電状態から放電状態へ移行したことを検出した電力供給装置は、記憶した電流センサの検出値を読み出すことによって、バッテリへの電力供給が停止される前の電流センサの検出値を取得することができる。 In the present invention, the current flowing into and out of the battery is detected continuously or intermittently by the current sensor, and the detected value is stored. The power supply device that detects that the power supply from the generator to the battery has been stopped and the battery has transitioned from the charged state to the discharged state reads the stored current sensor detection value, thereby stopping the power supply to the battery. The detection value of the current sensor before being performed can be acquired.
また本発明においては、発電機はエンジンの動作に応じて発電を行う構成とする。発電機からバッテリへの電力供給が停止されたか否かの判定は、エンジンの始動/停止に係る制御信号(例えば、イグニッションスイッチから与えられる信号)を取得することで行うことができる。例えば電力供給装置は、エンジンが動作している場合には発電機からバッテリへ電力供給が行われており、電力が充電されていると判定することができ、エンジンが停止している場合には発電機からバッテリへ電力供給が行われておらず、バッテリの電力が負荷へ供給されていると判定することができる。 In the present invention, the generator is configured to generate power in accordance with the operation of the engine. Whether or not the power supply from the generator to the battery has been stopped can be determined by obtaining a control signal (for example, a signal given from an ignition switch) related to engine start / stop. For example, the power supply device can determine that the power is supplied from the generator to the battery when the engine is operating, and the power is charged, and when the engine is stopped. It can be determined that power is not being supplied from the generator to the battery, and the battery power is being supplied to the load.
本発明による場合は、発電機からバッテリへの電力供給が停止された場合に、電力供給停止前の電流センサによる検出値と、電力供給停止後の検出値とを基に、両検出値に対応付けて予め複数記憶された補正値から一の補正値を決定し、電流センサの検出値を補正する構成とすることにより、誤差を補正された精度のよい検出値を用いてバッテリの残容量又は残時間等を精度よく算出することができ、電力供給装置が信頼性の高い電力供給の制御処理を行うことができる。このため、車輌のエンジン停止後に車載機器を継続して使用した場合に生じるバッテリ上がりを未然に確実に防止することができる。 In the case of the present invention, when the power supply from the generator to the battery is stopped, both detection values are supported based on the detection value by the current sensor before the power supply is stopped and the detection value after the power supply is stopped. In addition, by determining a correction value from a plurality of correction values stored in advance and correcting the detection value of the current sensor, the remaining battery capacity or The remaining time and the like can be accurately calculated, and the power supply apparatus can perform highly reliable power supply control processing. For this reason, it is possible to reliably prevent the battery from running up when the vehicle-mounted device is continuously used after the vehicle engine is stopped.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明に係る電源供給装置の構成を示すブロック図である。図において1はオルタネータであり、車輌に搭載されたエンジン2による回転運動のエネルギーを電気エネルギーへ変換することにより電力を発生させるものである。またオルタネータ1は内部に整流回路(図示は省略する)を有しており、発電した交流電力を直流電力に変換して出力する。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power supply apparatus according to the present invention. In the figure,
オルタネータ1が発電した電力は、電力線を介して車輌に搭載されたバッテリ3及び種々の負荷5へ供給される。バッテリ3は、例えば鉛蓄電池などの二次電池であり、オルタネータ1から電力が供給されている場合には、供給された電力を蓄積することができ、オルタネータ1から電力が供給されていない場合には、蓄積した電力を負荷5へ供給することができる。
The electric power generated by the
バッテリ3とオルタネータ1及び負荷5との間の電力供給経路中には、オルタネータ1からバッテリ3へ流入する電流(充電電流)及びバッテリ3から負荷5へ流出する電流(放電電流)を検出する電流センサ6が配されている。電流センサ6は、例えば電流により発生した磁界をホール素子で検出することによって非接触で電流検出を行うセンサであり、電流センサ6が検出した電流の検出値は、電源供給装置の制御部10へ与えられる。なお本実施の形態においては、電流センサ6は電流がバッテリ3から流出する方向(図1の実線矢印の方向)を正方向とし、この方向に流れる電流の検出値を正の値とし、反対方向に流れる電流の検出値を負の値として制御部10へ与える。
In the power supply path between the
オルタネータ1及びバッテリ3と負荷5との間の電力供給経路中には、この電力供給経路を接続/遮断するスイッチ4が配されている。スイッチ4の接続/遮断の切り替えは、制御部10により制御されている。スイッチ4により電力供給経路が接続された場合、オルタネータ1又はバッテリ3からの電力が負荷5へ供給される。
In the power supply path between the
負荷5は、例えば車輌に搭載されたランプ、エアーコンディショナー、カーナビゲーション装置、及び種々のECU(Electronic Control Unit)等の電気機器であり、本実施の形態においては、車輌のエンジン2が停止された状態であっても動作させることができる電気機器であるものとする。なお、負荷5には、車輌のアクセサリソケット(シガーソケット)に接続された電気機器なども含む。負荷5は、車輌のエンジン2が動作している場合にはオルタネータ1が発電した電力が供給され、エンジン2が停止してオルタネータ1の発電を行うことができない場合には、バッテリ3が蓄積した電力が供給される。
The
制御部10は、スイッチ4及び警告灯14等の制御処理並びに各種の演算処理等を行うものであり、具体的にはCPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)等で構成されている。制御部10には、電流センサ6による電流の検出値、及び車輌のイグニッションスイッチ(IGスイッチ)13の状態を通知する信号(IG信号)が与えられている。また制御部10は、記憶部11に記憶された種々のデータを読み出して処理を行うことができ、処理の過程で発生したデータを記憶部11に記憶することができる。
The
IGスイッチ13は、車輌のエンジン2を始動/停止させるためのユーザによる操作を受け付けるものである。例えば、IGスイッチ13が車輌のキーを装着してユーザが回転操作を行うことによりエンジン2の始動/停止を行う構成の場合、キーの回転位置をIGスイッチ13から制御部10へIG信号として通知することによって、制御部10はエンジン2が動作しているか又は停止しているかを判定することができる。
The
記憶部11は、例えばEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ素子で構成されており、制御部10が処理を行う際に必要な種々のデータが予め記憶されていると共に、制御部10から与えられるデータを記憶することができる。また、記憶部11には、後述の補正値テーブル12が予め記憶されており、制御部10は記憶部11から補正値テーブル12を読み出して、電流センサ6の検出値の補正処理を行うことができる。
The
警告灯14は、例えば車輌のインストルメントパネルに配されたランプであり、点灯又は点滅によってユーザに警告を与えるものである。警告灯14の点灯及び消灯は制御部10により制御されている。
The warning
本発明に係る電力供給装置は、電流センサ6の検出値を基にバッテリ3の残容量を制御部10が算出することができる。バッテリ3へ流れ込む充電電流の積分値が蓄積された電力の容量であり、バッテリ3から流れ出す放電電流の積分値が使用された電力の容量であるため、電流センサ6が検出する電流の積分値を算出し、バッテリ3の初期容量から減算することによって、制御部10はバッテリ3の残容量を算出することができる。ただし、バッテリ3の電圧を検出して残容量を取得するなど、その他の方法で残容量を算出又は取得する構成としてもよい。
In the power supply apparatus according to the present invention, the
また、本発明に係る電力供給装置は、電流センサ6の検出値を基に、現時点での負荷5による電力消費を継続した場合にバッテリ3の残容量が所定容量を下回るまでの時間(残時間)を算出することができる。なお、残時間を規定するバッテリ3の所定容量は、例えば車輌のエンジン2を始動するために必要な容量を予め設定することができる。制御部10は、現時点でのバッテリ3の残容量から所定容量を減じた使用可能容量と、現時点での電流センサ6の検出値とを比較することで残時間の算出を行うことができる。
Further, the power supply device according to the present invention is based on the detection value of the
制御部10は、算出した残時間が例えば1時間など予め定められた時間より少ない場合には、警告灯14を点灯してユーザに警告を行う。更に、残時間が例えば30分など予め定められた時間より少ない場合には、制御部10はスイッチ4によりバッテリ3から負荷5への電流経路を遮断し、電力供給を停止する。
When the calculated remaining time is less than a predetermined time such as 1 hour, the
また、本発明に係る電力供給装置は、電流センサ6が検出した電流の検出値の誤差を補正する機能を有しており、上述の残容量及び残時間等の算出を補正した検出値に基づいて行うことにより、警告灯14によるユーザへの警告及びスイッチ4の遮断による電力供給の停止を精度よく確実に行うことができる。以下、電力供給装置が行う電流センサ6の検出値の補正処理について説明する。
In addition, the power supply device according to the present invention has a function of correcting an error in the detected value of the current detected by the
本願発明者は、オルタネータ1から電力供給が行われてバッテリ3へ充電電流が流れ込み、バッテリ3の充電が行われている状態(充電状態)から、エンジン2の停止によりオルタネータ1からの電力供給が行われず、バッテリ3が蓄積した電力が負荷5へ供給されてバッテリ3から放電電流が流れ出す状態(放電状態)へ変化した場合、電流センサ6の検出値に誤差が生じることを見出した。
The inventor of the present application supplies power from the
図2は、電流センサ6の検出値に生じる誤差の測定方法を説明するための模式図であり、(a)に誤差の測定回路を示し、(b)に測定時の印加電流波形を示してある。本測定回路においては、バッテリ3に電流センサ6を直列に接続して、バッテリ3に対して充放電される電流i(バッテリ3から流出する放電電流の向きを正とする)を制御し、電流センサ6による電流の検出値と実際の充放電の電流iとの差を測定した。電流iの制御は、バッテリ3の放電(放電電流5[A])を行った後、一定期間(充電期間T1)にバッテリ3へ一定電流(充電電流I1)を流し込んで充電を行い、その後に電流iの向きを反転させ、それ以降の期間(放電期間T2)にバッテリ3から一定電流(放電電流I2)を流出させて放電するように行った。
2A and 2B are schematic diagrams for explaining a method of measuring an error occurring in the detection value of the
図3〜図5は、電流センサ6の検出値に生じる誤差の測定結果を示すグラフであり、横軸を時間[sec]とし、縦軸を電流センサ6の誤差[A]としてある。なお、図3は、充電期間T1=1分、充電電流I1=10A、放電電流I2=1Aとして電流センサ6の検出値の誤差(実際の電流i−電流センサ6の検出値)を測定した結果であり、図4は、充電期間T1=1分、充電電流I1=40A、放電電流I2=1Aとして誤差を測定した結果であり、また、図5は、充電期間T1=1分、充電電流I1=10A、放電電流I2=0.5Aとして誤差を測定した結果である。
3 to 5 are graphs showing measurement results of errors occurring in the detection values of the
充電期間T1が終了して放電期間T2へ移行した後の電流センサ6の誤差を図3及び図4で比較すると、充電電流I1が少ない図3の場合には誤差が約−0.16Aであるのに対し、充電電流I1が多い図4の場合には誤差が約−0.21Aであり、充電期間T1に流れた充電電流I1に応じて電流センサ6の誤差が変化することが判明した。なお、測定結果の図示は省略するが、充電期間T1の長さを変化させた場合であっても、充電電流I1及び放電電流I2が同じであれば、電流センサ6の誤差は略同じであった。
Comparing the error of the
また、充電期間T1が終了して放電期間T2へ移行した後の電流センサ6の誤差を図3及び図5で比較すると、放電電流I2が多い図3の場合には誤差が約−0.16Aであるのに対し、放電電流I2が少ない図5の場合には誤差が約−0.11Aであり、放電電流I2に応じて電流センサ6の誤差が変化することが判明した。
Further, when the error of the
これらのことから、電流センサ6を流れる電流の向きが反転した場合、反転後の電流の検出結果に生じる誤差は、反転前の電流量と反転後の電流量とによって決定されると推定される。そこで、反転前の電流量及び反転後の電流量に対する電流センサ6の検出値の誤差、即ちオルタネータ1による電力供給停止前の充電電流及び電力供給停止後の放電電流に対する電流センサ6の検出値の誤差を予め測定し測定した誤差を打ち消して本来の電流量に検出値を補正するための補正値を予め算出しておく。
From these facts, when the direction of the current flowing through the
本発明に係る電力供給装置は、この算出した補正値を電力供給停止前の充電電流及び電力供給停止後の放電電流に対応付けた補正値テーブル12を記憶部11に予め記憶しており、オルタネータ1による電力供給が停止された後は補正値テーブル12を用いて電流センサ6の検出値の補正処理を行うことで、電流センサ6による放電電流の検出精度を高めている。
The power supply apparatus according to the present invention stores a correction value table 12 in which the calculated correction value is associated with the charging current before the power supply is stopped and the discharge current after the power supply is stopped in the
図6は、補正値テーブル12に記憶された補正値を説明するための模式図であり、補正値テーブル12に記憶された数値の一例をグラフ化して図示したものである。上述の測定結果から、オルタネータ1による電力供給停止前の充電電流が大きいほど、電力供給停止後の電流センサ6による放電電流の検出値の誤差は大きいため、この誤差を補正する補正値の値も大きい。また、電力供給停止後の放電電流が大きいほど電流センサ6による検出値の誤差は大きいため、この誤差を補正する補正値の値も大きい。制御部10は、補正値テーブル12から補正に用いる一の補正値を決定し、電流センサ6の検出値からこの補正値を減算することによって補正を行うことができる。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the correction values stored in the correction value table 12, and illustrates an example of numerical values stored in the correction value table 12 in a graph. From the above measurement results, the larger the charging current before the power supply is stopped by the
電力供給装置の制御部10は、オルタネータ1から電力供給が行われている場合、電流センサ6による充電電流の検出を連続的に行い、その検出値を記憶部11に記憶する。エンジン2が停止してオルタネータ1からの電力供給が停止された場合、制御部10は記憶部11から電力供給停止直前の充電電流の検出値を取得する。その後は、電流センサ6による放電電流の検出を行う都度、電力供給停止直前の充電電流の検出値と、放電電流の検出値とを基に、記憶部11に記憶された補正値テーブル12から制御部10が一の補正値を決定し、放電電流の検出値を補正する。
When power is supplied from the
図7は、本発明に係る電力供給装置が行う処理の手順を示すフローチャートであり、エンジン1の始動後に制御部10が行う処理を示してある。まず制御部10は、IGスイッチ13が出力するIG信号を取得し(ステップS1)、IG信号に基づいてエンジン2が停止しているか否かを判定して(ステップS2)、オルタネータ1からの電力供給が停止されているか否かを判定する。
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of processing performed by the power supply apparatus according to the present invention, and shows processing performed by the
エンジン2が停止していない場合(S2:NO)、即ちオルタネータ1からの電力供給が行われている場合、制御部10は、電流センサ6によるバッテリ3への充電電流の検出値を取得し(ステップS3)、取得した検出値を記憶部11に記憶し(ステップS4)、取得した検出値を基にバッテリ3の残容量を算出する(ステップS5)。その後、制御部10はステップS1へ戻り、エンジン2が停止するまで、電流センサ6の検出値の記憶とバッテリ3の残容量の算出とを繰り返し行う。
When the
エンジン2が停止している場合(S2:YES)、即ちオルタネータ1からの電力供給が行われていない場合、制御部10は、電流センサ6によるバッテリ3の放電電流の検出値を補正する検出値補正処理を行う(ステップS6)。
When the
図8は、本発明に係る電力供給装置が行う検出値補正処理の手順を示すフローチャートであり、図7に示すフローチャートのステップS6にて制御部10が行う処理である。検出値補正処理において、まず制御部10は、オルタネータ1の電力供給停止直前に電流センサ6が検出した充電電流の検出値を記憶部11から取得すると共に(ステップS21)、記憶部11から補正値テーブル12を読み出し(ステップS22)、電力センサ6による検出を行って放電電流の検出値を取得する(ステップS23)。
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of detection value correction processing performed by the power supply apparatus according to the present invention, and is processing performed by the
次いで制御部10は、ステップS21にて取得した電力供給停止直前の充電電流の検出値と、ステップS23にて取得した放電電流の検出値とを基にステップS22にて読み出した補正テーブルを参照し、補正に用いる一の補正値を決定する(ステップS24)。制御部10は、ステップS23にて取得した電流センサ6の検出値を、ステップS24にて決定した補正値を用いて補正し(ステップS25)、検出値補正処理を終了する。
Next, the
検出値補正処理の終了後、制御部10は、補正した検出値を用いてバッテリ3の残容量を算出し(ステップS7)、補正した検出値及び算出した残時間から、バッテリ3の残容量が所定容量を下回るまでの残時間を更に算出する(ステップS8)。制御部10は、算出した残時間が1時間より短いか否かを判定し(ステップS9)、残時間が1時間以上の場合(S9:NO)、ステップS1へ戻って上述の処理を繰り返し行う。残時間が1時間より短い場合(S9:YES)、制御部10は、警告灯14を点灯し(ステップS10)、更に残時間が30分より短いか否かを判定する(ステップS11)。残時間が30分以上の場合(S11:NO)、制御部10はステップS1へ戻って上述の処理を繰り返し行う。残時間が30分より短い場合(S11:YES)、制御部10は、スイッチ4を制御して電力供給経路を遮断することにより、バッテリ3から負荷5への電力供給を停止し(ステップS12)、処理を終了する。
After the detection value correction process is completed, the
なお、図7及び図8のフローチャートに示した手順では、車輌のエンジン2が停止された後、電流センサ6の検出値に対する補正処理が継続して行われるが、これに限るものではなく、例えばエンジン2の停止から一定時間が経過した後は検出値補正処理を行わず、電流センサ6の検出値をそのまま使用してバッテリ3の残容量の算出を行う構成としてもよい。また例えば、エンジン2の停止後に負荷5へ流れる電流が十分に小さくなった場合、即ち電流センサ6による電流の検出値が所定値以下となった場合にも同様に、電流センサ6の検出値の補正処理を行わない構成としてもよい。
In the procedure shown in the flowcharts of FIGS. 7 and 8, the correction process for the detection value of the
以上の構成の電力供給装置においては、オルタネータ1からバッテリ3への電力供給が停止された場合に、電力供給停止前の電流センサ6による充電電流の検出値と、電力供給停止後の放電電流の検出値とを基に、両検出値に対応付けて予め記憶部11に記憶された補正値テーブル12から補正に用いる一の補正値を決定し、電流センサ6の検出値を補正する構成とすることにより、電力供給装置は誤差を補正された精度のよい放電電流の検出値を用いて電力供給に係る処理を行うことができる。電力供給装置は、補正した検出値を用いてバッテリ3の残容量及び残時間を精度よく算出することができ、残時間が所定時間より短くなった場合に警告灯14による警告及びスイッチ4による電力供給停止等を行うことによって、バッテリ上がりの防止を確実に行うことができる。
In the power supply device having the above configuration, when the power supply from the
なお本実施の形態においては、オルタネータ1からの電力供給が停止されたか否かをIGスイッチ13が出力するIG信号を基に判定する構成としたが、これに限るものではなく、例えばエンジン2を制御するECUからエンジン2の動作状態を取得するなど、その他の方法で電力供給の停止を判定してもよい。また、補正値テーブル12に補正値を記憶しておき、電力供給停止前の検出値と停止後の検出値とを基に制御部10が一の補正値を決定し、停止後の検出値を補正値により補正する構成としたが、これに限るものではなく、補正テーブル12に補正後の値を記憶しておき、電力供給停止前の検出値と停止後の検出値とを基に制御部10が補正された検出値を直接的に取得する構成としてもよい。また、補正値に基づく補正を行う場合に、電流センサ6の検出値から補正値を減算する構成としたが、これに限るものではなく、検出値に対して補正値の加算、乗算、除算又はその他の演算を行って補正する構成としてもよい。
In the present embodiment, whether or not the power supply from the
また、バッテリ3の残容量が所定容量を下回るまでの残時間を算出して、残時間に応じて警告灯14による警告及びスイッチ4による電力供給停止を行う構成としたが、これに限るものではなく、バッテリ3の残容量に応じて警告及び電力供給停止を行う構成としてもよい。また、ユーザへの警告を警告灯14の点灯により行う構成としたが、これに限るものではなく、ブザーによる警告音で警告を行う構成としてもよく、車輌にディスプレイなどが搭載されている場合には、このディスプレイに警告メッセージを表示することで警告を行う構成としてもよく、その他の方法で警告を行う構成としてもよい。また、電力供給装置が車輌に搭載されるものとしたが、これに限るものではなく、発電機及びバッテリを備えるその他のシステムに本発明の電力供給装置を搭載してもよい。
Further, the remaining time until the remaining capacity of the
1 オルタネータ(発電機)
2 エンジン
3 バッテリ
4 スイッチ(停止手段)
5 負荷
6 電流センサ
10 制御部(停止判定手段、停止前検出値取得手段、補正値決定手段、補正手段、残容量算出手段、残時間算出手段、エンジン制御信号取得手段)
11 記憶部(補正値記憶手段、検出値記憶手段)
12 補正値テーブル
13 IGスイッチ
14 警告灯(警告手段)
1 Alternator (generator)
2
5
11 Storage section (correction value storage means, detection value storage means)
12 Correction value table 13
Claims (5)
前記発電機の電力供給の停止を判定する停止判定手段と、
前記発電機の電力供給が停止された場合に、停止前に前記電流センサが検出した検出値を取得する停止前検出値取得手段と、
前記発電機の電力供給の停止前の検出値及び停止後の検出値に対応付けて、前記電流センサの検出値に対する補正値を記憶した補正値記憶手段と、
前記発電機の電力供給が停止された後、前記停止前検出値取得手段が取得した停止前の検出値及び前記電流センサが検出する検出値に応じて、前記補正値記憶手段が記憶した補正値から検出値の補正に用いる補正値を決定する補正値決定手段と、
前記発電機の電力供給が停止された後、前記補正値決定手段が決定した補正値に応じて、前記電流センサの検出値を補正する補正手段と
を備えることを特徴とする電力供給装置。 A generator for supplying the generated power to the load; a battery for storing the power generated by the generator; and a battery for supplying the stored power to the load; a charging current from the generator to the battery; and In a power supply device comprising a current sensor for detecting a discharge current to the load,
Stop determination means for determining stop of power supply of the generator;
A pre-stop detection value acquisition means for acquiring a detection value detected by the current sensor before the stop when the power supply of the generator is stopped;
Correction value storage means for storing a correction value for the detection value of the current sensor in association with the detection value before the power supply stop of the generator and the detection value after the stop;
After the power supply of the generator is stopped, the correction value stored by the correction value storage means according to the detection value before stop acquired by the detection value acquisition means before stop and the detection value detected by the current sensor Correction value determining means for determining a correction value to be used for correcting the detected value from:
A power supply apparatus comprising: correction means for correcting a detection value of the current sensor in accordance with a correction value determined by the correction value determination means after power supply to the generator is stopped.
前記補正手段が補正した検出値及び前記残容量算出手段が算出した残容量に応じて、前記バッテリから負荷へ電力を供給できる残時間を算出する残時間算出手段と、
該残時間算出手段が算出した残時間が所定時間より短い場合に警告を行う警告手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電力供給装置。 A remaining capacity calculating means for calculating a remaining capacity of power stored in the battery;
A remaining time calculating means for calculating a remaining time during which power can be supplied from the battery to the load according to the detected value corrected by the correcting means and the remaining capacity calculated by the remaining capacity calculating means;
The power supply apparatus according to claim 1, further comprising: a warning unit that issues a warning when the remaining time calculated by the remaining time calculating unit is shorter than a predetermined time.
前記補正手段が補正した検出値及び前記残容量算出手段が算出した残容量に応じて、前記バッテリから負荷へ電力を供給できる残時間を算出する残時間算出手段と、
該残時間算出手段が算出した残時間が所定時間より短い場合に、前記バッテリから負荷への電力供給を停止する停止手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電力供給装置。 A remaining capacity calculating means for calculating a remaining capacity of power stored in the battery;
A remaining time calculating means for calculating a remaining time during which power can be supplied from the battery to the load according to the detected value corrected by the correcting means and the remaining capacity calculated by the remaining capacity calculating means;
The power supply device according to claim 1, further comprising: a stop unit that stops power supply from the battery to the load when the remaining time calculated by the remaining time calculation unit is shorter than a predetermined time.
前記電流センサの検出値を記憶する検出値記憶手段を更に備え、
前記停止前検出値取得手段は、前記検出値記憶手段から電力供給の停止前の検出値を取得するようにしてあること
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の電力供給装置。 The current sensor is configured to detect current continuously or intermittently,
A detection value storage means for storing the detection value of the current sensor;
The detection value acquisition unit before stop acquires a detection value before stoppage of power supply from the detection value storage unit. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the detection value before stoppage of power supply is acquired. Power supply device.
前記エンジンの始動/停止に係る制御信号を取得するエンジン制御信号取得手段を更に備え、
前記停止判定手段は、前記エンジン制御信号取得手段が取得した制御信号に基づく前記エンジンの動作状態に応じて、前記発電機の電力供給の停止を判定するようにしてあること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の電力供給装置。 The generator is configured to generate electricity in accordance with the operation of the vehicle engine,
Engine control signal acquisition means for acquiring a control signal related to start / stop of the engine,
The stop determination unit is configured to determine whether to stop the power supply of the generator according to an operating state of the engine based on a control signal acquired by the engine control signal acquisition unit. The power supply device according to any one of claims 1 to 4.
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WO2016104667A1 (en) * | 2014-12-26 | 2016-06-30 | 株式会社日立製作所 | Power supply system and power supply method |
CN108278171A (en) * | 2018-03-26 | 2018-07-13 | 山东元齐新动力科技有限公司 | Motor start-up control device based on threephase generator |
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2008
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