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JP2016007111A - Power supply device for vehicle - Google Patents

Power supply device for vehicle Download PDF

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JP2016007111A
JP2016007111A JP2014127291A JP2014127291A JP2016007111A JP 2016007111 A JP2016007111 A JP 2016007111A JP 2014127291 A JP2014127291 A JP 2014127291A JP 2014127291 A JP2014127291 A JP 2014127291A JP 2016007111 A JP2016007111 A JP 2016007111A
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JP
Japan
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voltage
capacitor
voltage value
auxiliary
power supply
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Application number
JP2014127291A
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Japanese (ja)
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俊之 河津
Toshiyuki Kawazu
俊之 河津
貴史 川上
Takashi Kawakami
貴史 川上
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device for vehicle capable of reducing recharge time until a value of voltage across both ends of an auxiliary capacitor has risen so as to be usable for discharge.SOLUTION: A power supply device for vehicle comprises an alternator 1, which is interlocked with an engine 3, for generating power to charge a main battery 5 and a plurality of auxiliary capacitors 13, 14, 15, where a plurality of loads 19, 20 are supplied with the power from the alternator 1, main battery 5, and auxiliary capacitors 13, 14, 15. The power supply device for vehicle comprises: a plurality of switches 10, 11, 12 individually provided between the alternator 1 and main battery 5 and the plurality of auxiliary capacitors 13, 14, 15, respectively; and a plurality of voltage detectors 16, 17, 18 for detecting values of voltage across both ends of the auxiliary capacitors 13, 14, 15, respectively. Control of the switches 10, 11, 12 based on the values of voltage across both ends of the auxiliary capacitors detected by the voltage detectors 16, 17, 18 makes the auxiliary capacitors 13, 14, 15 be individually charged.

Description

本発明は、エンジンに連動する発電機が発電して主蓄電器及び複数の補助蓄電器へ充電し、発電機、主蓄電器及び補助蓄電器から複数の負荷へ給電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 device that generates power from a generator linked to an engine, charges a main capacitor and a plurality of auxiliary capacitors, and supplies power to a plurality of loads from the generator, the main capacitor, and the auxiliary capacitors.

近年、走行中車両が減速時に捨てていた運動エネルギーを利用して発電し、電気エネルギーとして回収し再利用できるように蓄電して、燃費向上を図る回生システムが多用されている。回収した電気エネルギーを蓄電するには、蓄電容量及び充電速度を考慮して、バッテリ(主蓄電器)とは別に大容量キャパシタ等の補助蓄電器を使用することがある。   2. Description of the Related Art In recent years, regenerative systems that improve power consumption by generating electricity using kinetic energy that a running vehicle has thrown away during deceleration and storing it so that it can be recovered and reused as electrical energy have been widely used. In order to store the collected electrical energy, an auxiliary capacitor such as a large-capacity capacitor may be used separately from the battery (main capacitor) in consideration of the storage capacity and the charging speed.

また、燃費向上を図る為に、アイドリングストップを実施する車両が増加しているが、アイドリングストップでは、一旦、エンジンが停止した後、再度、エンジンが点火される際に、スタータへの突入電流により、エンジンのクランキングに伴ってバッテリ電圧が急激に低下する。
バッテリ電圧が急激に低下した場合、例えば、ボディECU(Electronic Control Unit)等が誤って低電圧リセットをかけてしまう虞がある。その為、アイドリングストップ車では、バッテリとは別に大容量キャパシタ等の補助蓄電器を備えて、クランキングに伴うバッテリ電圧の急激な低下に対処する方法が取られている。
In order to improve fuel efficiency, the number of vehicles that perform idling stop is increasing. However, in idling stop, when the engine is temporarily stopped and then the engine is ignited again, the inrush current to the starter As the engine is cranked, the battery voltage drops rapidly.
When the battery voltage rapidly decreases, for example, a body ECU (Electronic Control Unit) or the like may erroneously perform a low voltage reset. Therefore, an idling stop vehicle is provided with an auxiliary capacitor such as a large-capacitance capacitor in addition to the battery, and a method for dealing with a sudden drop in battery voltage due to cranking is taken.

特許文献1には、補助蓄電装置が3つのキャパシタを備えた車両用電源システムが開示されている。第1キャパシタ及び第2キャパシタをそれぞれバッテリと並列に接続して、それらを充電する充電状態と、第1キャパシタ及び第3キャパシタを並列に接続して、第1キャパシタに蓄えられた電気エネルギーの一部を第3キャパシタに移動させるエネルギー内部移動状態と、第3キャパシタ及び第2キャパシタを直列に接続した状態でバッテリと並列に接続して、それら第3キャパシタ及び第2キャパシタを放電させる放電状態とを選択的に実現可能に構成している。   Patent Document 1 discloses a vehicle power supply system in which an auxiliary power storage device includes three capacitors. The first capacitor and the second capacitor are connected in parallel with the battery, respectively, and the state of charge for charging them, and the first capacitor and the third capacitor are connected in parallel so that one of the electric energy stored in the first capacitor is stored. An internal energy transfer state in which the part is moved to the third capacitor, a discharge state in which the third capacitor and the second capacitor are connected in parallel with the third capacitor and the second capacitor connected in series, and the third capacitor and the second capacitor are discharged. Is configured to be selectively realized.

特開2010−017060号公報JP 2010-017060 A

キャパシタは、バッテリに比べて自己放電量が比較的多く、時間が経過するに従って蓄電量が減少するので、また、浅い充放電を繰り返すと、バッテリのメモリ効果のように充電可能容量が減少し、適時、完全放電する必要があるので、蓄電量0程度から充電する場合が多い。その場合、バッテリと同程度の両端電圧値になる迄、放電には利用できないが、容量が大きければ、又は複数のキャパシタを充電時に並列に接続していれば、充電に時間が掛かり、その間は放電に利用できないという問題がある。   Capacitors have a relatively large amount of self-discharge compared to batteries, and the amount of stored electricity decreases as time passes.In addition, when shallow charge / discharge is repeated, the chargeable capacity decreases like the memory effect of the battery, Since it is necessary to discharge completely at an appropriate time, charging is often performed from about zero stored electricity. In that case, it cannot be used for discharging until the voltage value is about the same as that of the battery, but if the capacity is large or if multiple capacitors are connected in parallel during charging, it takes time to charge, There is a problem that it cannot be used for discharging.

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、補助蓄電器の両端電圧値が放電に利用できるように上昇する迄の充電時間を短縮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 in view of the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide a vehicle power supply device that can shorten the charging time until the voltage value across the auxiliary capacitor rises so that it can be used for discharging. And

第1発明に係る車両用電源装置は、エンジンに連動する発電機が発電して主蓄電器及び複数の補助蓄電器へ充電し、前記発電機、主蓄電器及び補助蓄電器から複数の負荷へ給電する車両用電源装置において、前記発電機及び主蓄電器と前記複数の補助蓄電器それぞれとの間に個別に設けられた複数のスイッチと、前記補助蓄電器の両端電圧値をそれぞれ検出する複数の電圧検出器とを備え、前記電圧検出器が検出した両端電圧値に基づき、前記複数のスイッチを制御することにより、前記補助蓄電器を個別に充電するように構成してあることを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a vehicular power supply apparatus for a vehicle in which a generator linked to an engine generates power, charges a main capacitor and a plurality of auxiliary capacitors, and supplies power to the plurality of loads from the generator, the main capacitors and the auxiliary capacitors. The power supply apparatus includes a plurality of switches individually provided between the generator and the main capacitor and each of the plurality of auxiliary capacitors, and a plurality of voltage detectors that respectively detect voltage values at both ends of the auxiliary capacitor. The auxiliary capacitor is configured to be individually charged by controlling the plurality of switches based on both-end voltage values detected by the voltage detector.

この車両用電源装置では、エンジンに連動する発電機が発電して主蓄電器及び複数の補助蓄電器へ充電し、発電機、主蓄電器及び補助蓄電器から複数の負荷へ給電する。複数のスイッチが、発電機及び主蓄電器と複数の補助蓄電器それぞれとの間に個別に設けられ、複数の電圧検出器が、補助蓄電器の両端電圧値をそれぞれ検出する。電圧検出器が検出した両端電圧値に基づき、複数のスイッチを制御することにより、補助蓄電器を個別に充電する。   In this vehicle power supply device, a generator linked to the engine generates power, charges the main capacitor and the plurality of auxiliary capacitors, and supplies power to the plurality of loads from the generator, the main capacitor, and the auxiliary capacitors. A plurality of switches are individually provided between the generator and the main capacitor and each of the plurality of auxiliary capacitors, and the plurality of voltage detectors respectively detect the voltage values at both ends of the auxiliary capacitor. Based on the voltage values detected by the voltage detector, the auxiliary capacitors are individually charged by controlling the plurality of switches.

第2発明に係る車両用電源装置は、前記複数の電圧検出器が検出した複数の両端電圧値を与えられる制御部を備え、該制御部が、与えられた複数の両端電圧値に基づき、前記複数のスイッチを制御するように構成してあることを特徴とする。   A power supply device for a vehicle according to a second aspect of the present invention includes a control unit to which a plurality of voltage values at both ends detected by the plurality of voltage detectors are provided, and the control unit is based on the plurality of voltage values at the both ends. It is configured to control a plurality of switches.

この車両用電源装置では、制御部が、複数の電圧検出器が検出した複数の両端電圧値を与えられ、その与えられた複数の両端電圧値に基づき、複数のスイッチを制御する。   In this vehicle power supply device, the control unit is given a plurality of voltage values detected by the plurality of voltage detectors, and controls the plurality of switches based on the given voltage values of the both ends.

第3発明に係る車両用電源装置は、前記補助蓄電器、スイッチ及び電圧検出器をそれぞれ2つ備え、該2つのスイッチがオンであるときに、前記電圧検出器が検出した両端電圧値が所定電圧値以下であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段が所定電圧値以下であると判定したときに、前記補助蓄電器を直列に接続する接続手段とを更に備えることを特徴とする。   A vehicle power supply device according to a third aspect of the present invention includes two auxiliary capacitors, two switches, and two voltage detectors, and the voltage value detected by the voltage detector when the two switches are on is a predetermined voltage. And determining means for determining whether or not the value is equal to or less than a value; and connecting means for connecting the auxiliary capacitors in series when the determining means determines that the value is equal to or less than a predetermined voltage value.

この車両用電源装置では、補助蓄電器、スイッチ及び電圧検出器をそれぞれ2つ備え、2つのスイッチがオンであるときに、判定手段が、電圧検出器が検出した両端電圧値が所定電圧値以下であるか否かを判定する。判定手段が所定電圧値以下であると判定したときに、接続手段が、2つの補助蓄電器を直列に接続する。   This vehicle power supply device includes two auxiliary capacitors, two switches, and two voltage detectors. When the two switches are on, the determination means detects that the voltage value detected by the voltage detector is less than or equal to a predetermined voltage value. It is determined whether or not there is. When the determination unit determines that the voltage is equal to or lower than the predetermined voltage value, the connection unit connects the two auxiliary capacitors in series.

第4発明に係る車両用電源装置は、前記判定手段は、前記2つの電圧検出器が検出した2つの両端電圧値が所定電圧値以下であるか否かを判定し、前記判定手段が、2つの両端電圧値は所定電圧値以下であると判定したときに、前記接続手段が、前記補助蓄電器を直列に接続するように構成してあることを特徴とする。   In the vehicular power supply apparatus according to a fourth aspect of the present invention, the determination means determines whether or not the two voltage values detected by the two voltage detectors are equal to or less than a predetermined voltage value, and the determination means includes 2 The connection means is configured to connect the auxiliary capacitors in series when it is determined that the voltage values at the two terminals are equal to or less than a predetermined voltage value.

この車両用電源装置では、判定手段が、2つの電圧検出器が検出した2つの両端電圧値が所定電圧値以下であるか否かを判定し、2つの両端電圧値が所定電圧値以下であると判定したときに、接続手段が、補助蓄電器を直列に接続する。   In this vehicle power supply device, the determination means determines whether or not the two voltage values detected by the two voltage detectors are equal to or less than a predetermined voltage value, and the two voltage values are equal to or less than the predetermined voltage value. When the determination is made, the connecting means connects the auxiliary capacitors in series.

本発明に係る車両用電源装置によれば、補助蓄電器の両端電圧値が放電に利用できるように上昇する迄の充電時間を短縮できる車両用電源装置を実現することができる。   According to the vehicle power supply device of the present invention, it is possible to realize a vehicle power supply device that can shorten the charging time until the voltage value across the auxiliary capacitor rises so that it can be used for discharging.

本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of embodiment of the power supply device for vehicles which concerns on this invention. 本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of embodiment of the vehicle power supply device which concerns on this invention. 本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of embodiment of the power supply device for vehicles which concerns on this invention. 本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of embodiment of the vehicle power supply device which concerns on this invention.

以下に、本発明に係る車両用電源装置をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態1の要部構成を示すブロック図である。
この車両用電源装置は、エンジン3に連動してオルタネータ(発電機、交流発電機)1が発電し整流した電力を、バッテリ(主蓄電器)5及び補助蓄電装置8へ充電し、オルタネータ1、バッテリ5及び補助蓄電装置8から負荷19,20・・・へ給電する。
Hereinafter, a vehicle power supply device according to the present invention will be described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a first embodiment of a vehicle power supply device according to the present invention.
This vehicle power supply device charges the battery (main capacitor) 5 and the auxiliary power storage device 8 with the electric power generated and rectified by the alternator (generator, AC generator) 1 in conjunction with the engine 3, and the alternator 1, battery 5 and the auxiliary power storage device 8 supply power to the loads 19, 20.

補助蓄電装置8は、電気二重層キャパシタセルが例えば6個直列に接続された大容量キャパシタ(補助蓄電器)13,14,15を3個備えており、大容量キャパシタ13,14,15は、それぞれスイッチ10,11,12を通じて、オルタネータ1、バッテリ5及び負荷19,20に並列に接続されている。
大容量キャパシタ13,14,15は、それぞれその両端電圧値を電圧検出器16,17,18により検出されており、電圧検出器16,17,18が検出した各両端電圧値は、補助蓄電装置制御部(制御部)9へ与えられる。
The auxiliary power storage device 8 includes, for example, three large-capacity capacitors (auxiliary capacitors) 13, 14, and 15 in which six electric double layer capacitor cells are connected in series. The switches 10, 11, 12 are connected in parallel to the alternator 1, the battery 5 and the loads 19, 20.
The large-capacitance capacitors 13, 14, and 15 have their voltage values detected by the voltage detectors 16, 17, and 18 respectively, and the voltage values that are detected by the voltage detectors 16, 17, and 18 are the auxiliary power storage devices. It is given to the control unit (control unit) 9.

バッテリ5は、その両端電圧値を電圧検出器6により検出されており、電圧検出器6が検出した両端電圧値は、制御ECU7へ与えられる。
制御ECU7は、外部から与えられるイグニッション(IG)キーオン/オフ信号及びスロットル開度信号に基づき、バッテリ5の両端電圧値が所定範囲に収まるように、オルタネータ1の発電量を制御する充電制御を、オルタネータ1に付設されたレギュレータ2を通じて行わせる。
レギュレータ2は、また、オルタネータ1の界磁電流を増減制御することにより、その発電電圧を一定に保持する。オルタネータ1は、発電した交流電力を整流して出力する。
The voltage value of the battery 5 is detected by the voltage detector 6, and the voltage value detected by the voltage detector 6 is given to the control ECU 7.
The control ECU 7 performs charge control for controlling the power generation amount of the alternator 1 so that the voltage value at both ends of the battery 5 falls within a predetermined range based on an ignition (IG) key on / off signal and a throttle opening signal given from the outside. This is performed through a regulator 2 attached to the alternator 1.
The regulator 2 also keeps the generated voltage constant by increasing / decreasing the field current of the alternator 1. The alternator 1 rectifies and outputs the generated AC power.

補助蓄電装置制御部9は、制御ECU7から与えられる充放電指示信号、及び電圧検出器16,17,18が検出した各両端電圧値に基づき、スイッチ10,11,12をそれぞれオン又はオフに制御して、大容量キャパシタ13,14,15をそれぞれ充放電制御する。
制御ECU7は、走行中車両の減速時に車輪4の運動エネルギーを利用して、オルタネータ1に発電させ、発電させた電力を回生電力として、バッテリ5及び大容量キャパシタ13,14,15に充電させる。
The auxiliary power storage device control unit 9 controls the switches 10, 11, and 12 to be turned on or off based on the charge / discharge instruction signal supplied from the control ECU 7 and the voltage values at both ends detected by the voltage detectors 16, 17, and 18, respectively. Then, charge / discharge control is performed for the large-capacity capacitors 13, 14, and 15, respectively.
The control ECU 7 causes the alternator 1 to generate electric power by using the kinetic energy of the wheels 4 during deceleration of the traveling vehicle, and charges the battery 5 and the large-capacitance capacitors 13, 14 and 15 as regenerated electric power.

以下に、このような構成の車両用電源装置の動作を、それを示す図2のフローチャートを参照しながら説明する。
補助蓄電装置制御部9は、車両の始動時等で制御ECU7から充電指示が有れば(S1)、スイッチ(第1スイッチ)10をオンに、スイッチ(第2,3スイッチ)11,12をオフにした(S3)後、電圧検出器16により大容量キャパシタ(第1蓄電器)13の(両端)電圧値V1を検出する(S5)。
Below, operation | movement of the power supply device for vehicles of such a structure is demonstrated, referring the flowchart of FIG. 2 which shows it.
The auxiliary power storage device control unit 9 turns on the switch (first switch) 10 and turns on the switches (second and third switches) 11 and 12 when there is a charging instruction from the control ECU 7 at the time of starting the vehicle or the like (S1). After being turned off (S3), the voltage detector 16 detects the voltage value V1 (both ends) of the large-capacitance capacitor (first capacitor) 13 (S5).

補助蓄電装置制御部9は、次に、検出した電圧値V1(S5)が、大容量キャパシタ13の上限電圧値VH以上であるか否かを判定し(S7)、上限電圧値VH以上でなければ、再度、電圧検出器16により大容量キャパシタ13の電圧値V1を検出する(S5)。大容量キャパシタ13,14,15の上限電圧値VHは、バッテリ5の満充電時の電圧値程度に定められている。   Next, the auxiliary power storage device controller 9 determines whether or not the detected voltage value V1 (S5) is equal to or higher than the upper limit voltage value VH of the large-capacitance capacitor 13 (S7), and must be equal to or higher than the upper limit voltage value VH. If so, the voltage detector 16 again detects the voltage value V1 of the large-capacitance capacitor 13 (S5). The upper limit voltage value VH of the large-capacitance capacitors 13, 14, 15 is set to about the voltage value when the battery 5 is fully charged.

補助蓄電装置制御部9は、検出した電圧値V1が、大容量キャパシタ13の上限電圧値VH以上であれば(S7)、スイッチ(第1,3スイッチ)10,12をオフに、スイッチ(第2スイッチ)11をオンにした(S9)後、電圧検出器17により大容量キャパシタ(第2蓄電器)14の(両端)電圧値V2を検出する(S11)。
補助蓄電装置制御部9は、次に、検出した電圧値V2(S11)が、大容量キャパシタ14の上限電圧値VH以上であるか否かを判定し(S13)、上限電圧値VH以上でなければ、再度、電圧検出器17により大容量キャパシタ14の電圧値V2を検出する(S11)。
If the detected voltage value V1 is equal to or higher than the upper limit voltage value VH of the large-capacitance capacitor 13 (S7), the auxiliary power storage device control unit 9 turns off the switches (first and third switches) 10 and 12 and turns off the switch (first After the 2 switch 11 is turned on (S9), the voltage detector 17 detects the voltage value V2 (both ends) of the large-capacity capacitor (second capacitor) 14 (S11).
Next, the auxiliary power storage device control unit 9 determines whether or not the detected voltage value V2 (S11) is greater than or equal to the upper limit voltage value VH of the large-capacitance capacitor 14 (S13), and must be greater than or equal to the upper limit voltage value VH. If so, the voltage detector 17 detects the voltage value V2 of the large-capacitance capacitor 14 again (S11).

補助蓄電装置制御部9は、検出した電圧値V2が、大容量キャパシタ14の上限電圧値VH以上であれば(S13)、スイッチ(第1,2スイッチ)10,11をオフに、スイッチ(第3スイッチ)12をオンにした(S15)後、電圧検出器18により大容量キャパシタ(第3蓄電器)15の(両端)電圧値V3を検出する(S17)。
補助蓄電装置制御部9は、次に、検出した電圧値V3(S17)が、大容量キャパシタ15の上限電圧値VH以上であるか否かを判定し(S19)、上限電圧値VH以上でなければ、再度、電圧検出器18により大容量キャパシタ15の電圧値V3を検出する(S17)。
If the detected voltage value V2 is greater than or equal to the upper limit voltage value VH of the large-capacitance capacitor 14 (S13), the auxiliary power storage device controller 9 turns off the switches (first and second switches) 10 and 11 and turns off the switch (first (3 switch) 12 is turned on (S15), and the voltage detector 18 detects the voltage value V3 (both ends) of the large-capacity capacitor (third capacitor) 15 (S17).
Next, the auxiliary power storage device control unit 9 determines whether or not the detected voltage value V3 (S17) is greater than or equal to the upper limit voltage value VH of the large-capacitance capacitor 15 (S19). If so, the voltage detector 18 detects the voltage value V3 of the large-capacity capacitor 15 again (S17).

補助蓄電装置制御部9は、検出した電圧値V3が、大容量キャパシタ13の上限電圧値VH以上であれば(S19)、スイッチ(第1〜3スイッチ)10〜12をオンにして(S21)、イグニッションキーオン/オフ信号がオフになる等により、制御ECU7から充放電停止指示が与えられる迄待機する(S23)。
補助蓄電装置制御部9は、制御ECU7から充放電停止指示が与えられれば(S23)、スイッチ(第1〜3スイッチ)10〜12をオフにした(S25)後、制御ECU7から充電指示が与えられる迄待機する(S1)。
If the detected voltage value V3 is equal to or higher than the upper limit voltage value VH of the large-capacitance capacitor 13 (S19), the auxiliary power storage device controller 9 turns on the switches (first to third switches) 10 to 12 (S21). When the ignition key on / off signal is turned off, the control ECU 7 waits until a charge / discharge stop instruction is given (S23).
If a charge / discharge stop instruction is given from the control ECU 7 (S23), the auxiliary power storage device controller 9 turns off the switches (first to third switches) 10 to 12 (S25), and then gives a charge instruction from the control ECU 7 Wait until it is received (S1).

制御ECU7は、電圧検出器6で検出したバッテリ5の両端電圧値が所定値より低下したときは、補助蓄電装置制御部9へ放電指示を与える。補助蓄電装置制御部9は、制御ECU7から放電指示を与えられたとき、スイッチ(第1〜3スイッチ)10〜12をオンにした(S21)状態でなければ、充電済みの大容量キャパシタ(S7,13)のスイッチのみをオンにする。充電済みの大容量キャパシタ(S7,13)が無いとき、スイッチ(第1〜3スイッチ)10〜12をオフにする。   The control ECU 7 gives a discharge instruction to the auxiliary power storage device control unit 9 when the voltage value across the battery 5 detected by the voltage detector 6 falls below a predetermined value. When the auxiliary power storage device controller 9 is given a discharge instruction from the control ECU 7, if the switch (first to third switches) 10 to 12 is not turned on (S21), the charged large-capacitance capacitor (S7) , 13) Only the switch is turned on. When there is no charged large-capacity capacitor (S7, 13), the switches (first to third switches) 10 to 12 are turned off.

これにより、補助蓄電装置8は、大容量キャパシタ13への充電が終了した(S7)時点で放電可能となる。大容量キャパシタ13〜15を並列に接続した場合、充電電流が一定であれば、補助蓄電装置8が放電可能となる迄の充電時間は、ステップ7(S7)の場合の3倍となる。   As a result, the auxiliary power storage device 8 can be discharged when the charging of the large-capacity capacitor 13 is completed (S7). When the large-capacitance capacitors 13 to 15 are connected in parallel, if the charging current is constant, the charging time until the auxiliary power storage device 8 can be discharged is three times that in step 7 (S7).

(実施の形態2)
図3は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態2の要部構成を示すブロック図である。
この車両用電源装置は、エンジン3に連動してオルタネータ(発電機、交流発電機)1が発電し整流した電力を、バッテリ(主蓄電器)5及び補助蓄電装置8aへ充電し、オルタネータ1、バッテリ5及び補助蓄電装置8aから負荷19,20・・・へ給電する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a block diagram showing a main configuration of the second embodiment of the vehicular power supply apparatus according to the present invention.
The vehicle power supply device charges the battery (main capacitor) 5 and the auxiliary power storage device 8a with the electric power generated and rectified by the alternator (generator, AC generator) 1 in conjunction with the engine 3, and the alternator 1, battery 5 and the auxiliary power storage device 8a supply power to the loads 19, 20,.

補助蓄電装置8aは、電気二重層キャパシタセルが例えば6個直列に接続された大容量キャパシタ(補助蓄電器)23,24を2個備えており、大容量キャパシタ23は、プラス極がスイッチ21を通じてオルタネータ1及びバッテリ5の各プラス極に接続され、マイナス極がスイッチ27を通じて接地されている。大容量キャパシタ24は、プラス極がスイッチ22を通じてオルタネータ1及びバッテリ5の各プラス極に接続され、マイナス極が接地されている。   The auxiliary power storage device 8 a includes, for example, two large capacity capacitors (auxiliary capacitors) 23 and 24 in which six electric double layer capacitor cells are connected in series. The large capacity capacitor 23 includes an alternator having a positive pole through the switch 21. 1 and the positive electrode of the battery 5 are connected to each other, and the negative electrode is grounded through the switch 27. The large-capacitance capacitor 24 has a plus pole connected to each plus pole of the alternator 1 and the battery 5 through the switch 22 and a minus pole grounded.

スイッチ(接続手段)22,27は切替スイッチであり、スイッチ22はオルタネータ1のプラス極側又は大容量キャパシタ23のマイナス極側に切替わり、スイッチ27は接地側又は大容量キャパシタ24のプラス極側に切替わる。大容量キャパシタ(補助蓄電器)23,24は、スイッチ22,27が切替わることにより、直列に接続される。
大容量キャパシタ23,24は、それぞれその両端電圧値を電圧検出器25,26により検出されており、電圧検出器25,26が検出した各両端電圧値は、補助蓄電装置制御部9aへ与えられる。
The switches (connection means) 22 and 27 are changeover switches, the switch 22 is switched to the positive pole side of the alternator 1 or the negative pole side of the large-capacitance capacitor 23, and the switch 27 is the ground side or the positive pole side of the large-capacitance capacitor 24. Switch to. The large-capacity capacitors (auxiliary capacitors) 23 and 24 are connected in series when the switches 22 and 27 are switched.
The large-capacitance capacitors 23 and 24 have their voltage values detected by the voltage detectors 25 and 26, respectively, and the voltage values detected by the voltage detectors 25 and 26 are given to the auxiliary power storage device controller 9a. .

補助蓄電装置制御部(制御部、判定手段)9aは、制御ECU7から与えられる充放電指示信号、及び電圧検出器25,26が検出した各両端電圧値に基づき、スイッチ21,22,27をそれぞれオン/オフ制御又は切替え制御して、大容量キャパシタ23,24をそれぞれ充放電制御する。
制御ECU7は、走行中車両の減速時に車輪4の運動エネルギーを利用して、オルタネータ1に発電させ、発電させた電力を回生電力として、バッテリ5及び大容量キャパシタ23,24に充電させる。その他の構成は、実施の形態1で説明した車両用電源装置の構成(図1)と同様であるので、説明を省略する。
The auxiliary power storage device control unit (control unit, determination means) 9a switches the switches 21, 22, and 27 based on the charge / discharge instruction signal given from the control ECU 7 and the voltage values at both ends detected by the voltage detectors 25 and 26, respectively. On / off control or switching control is performed to charge / discharge the large capacitors 23 and 24, respectively.
The control ECU 7 causes the alternator 1 to generate electric power using the kinetic energy of the wheels 4 during deceleration of the traveling vehicle, and charges the battery 5 and the large-capacitance capacitors 23 and 24 as regenerated electric power. Other configurations are the same as the configuration of the vehicle power supply device described in the first embodiment (FIG. 1), and thus the description thereof is omitted.

以下に、このような構成の車両用電源装置の動作を、それを示す図4のフローチャートを参照しながら説明する。
補助蓄電装置制御部9aは、車両の始動時等で制御ECU7から充電指示が与えられれば(S31)、スイッチ(第1スイッチ)21をオンに、スイッチ(第2スイッチ)22をオフにし(S33)、スイッチ27を接地側に切替えた後、電圧検出器25により大容量キャパシタ(第1蓄電器)23の(両端)電圧値V1を検出する(S35)。
The operation of the vehicular power supply apparatus having such a configuration will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
The auxiliary power storage device control unit 9a turns on the switch (first switch) 21 and turns off the switch (second switch) 22 when a charge instruction is given from the control ECU 7 at the time of starting the vehicle (S33) (S33). ) After switching the switch 27 to the ground side, the voltage detector 25 detects the voltage value V1 (both ends) of the large-capacitance capacitor (first capacitor) 23 (S35).

補助蓄電装置制御部9aは、次に、検出した電圧値V1(S35)が、大容量キャパシタ23の上限電圧値VH以上であるか否かを判定し(S37)、上限電圧値VH以上でなければ、再度、電圧検出器25により大容量キャパシタ23の電圧値V1を検出する(S35)。大容量キャパシタ23,24の上限電圧値VHは、バッテリ5の満充電時の電圧値程度に定められている。   Next, the auxiliary power storage device controller 9a determines whether or not the detected voltage value V1 (S35) is equal to or higher than the upper limit voltage value VH of the large-capacitance capacitor 23 (S37), and must be equal to or higher than the upper limit voltage value VH. If so, the voltage detector 25 detects again the voltage value V1 of the large-capacitance capacitor 23 (S35). The upper limit voltage value VH of the large-capacitance capacitors 23 and 24 is set to about the voltage value when the battery 5 is fully charged.

補助蓄電装置制御部9aは、検出した電圧値V1が、大容量キャパシタ23の上限電圧値VH以上であれば(S37)、スイッチ(第1スイッチ)21をオフに、スイッチ(第2スイッチ)22をオルタネータ1のプラス極側へオンにした(S39)後、電圧検出器26により大容量キャパシタ(第2蓄電器)24の(両端)電圧値V2を検出する(S41)。
補助蓄電装置制御部9aは、次に、検出した電圧値V2(S41)が、大容量キャパシタ24の上限電圧値VH以上であるか否かを判定し(S43)、上限電圧値VH以上でなければ、再度、電圧検出器26により大容量キャパシタ24の電圧値V2を検出する(S41)。
If the detected voltage value V1 is equal to or higher than the upper limit voltage value VH of the large-capacitance capacitor 23 (S37), the auxiliary power storage device control unit 9a turns off the switch (first switch) 21 and turns off the switch (second switch) 22. Is turned on to the positive pole side of the alternator 1 (S39), the voltage detector 26 detects the voltage value V2 (both ends) of the large-capacity capacitor (second capacitor) 24 (S41).
Next, the auxiliary power storage device controller 9a determines whether or not the detected voltage value V2 (S41) is equal to or higher than the upper limit voltage value VH of the large-capacitance capacitor 24 (S43), and must be equal to or higher than the upper limit voltage value VH. Then, the voltage detector 26 detects again the voltage value V2 of the large-capacitance capacitor 24 (S41).

補助蓄電装置制御部9aは、検出した電圧値V2が、大容量キャパシタ24の上限電圧値VH以上であれば(S43)、スイッチ(第1スイッチ)21をオンに、スイッチ(第2スイッチ)22をオルタネータ1のプラス極側へオンにする(S45)。次いで、補助蓄電装置制御部9aは、電圧検出器25(及び/又は26(25,26の両方又は一方))により大容量キャパシタ(第1蓄電器)23(及び/又は大容量キャパシタ(第2蓄電器)24)の(両端)電圧値V1(及び/又は2)を検出する(S47)。   If the detected voltage value V2 is equal to or higher than the upper limit voltage value VH of the large-capacitance capacitor 24 (S43), the auxiliary power storage device control unit 9a turns on the switch (first switch) 21 and turns on the switch (second switch) 22. Is turned on to the positive pole side of the alternator 1 (S45). Next, the auxiliary power storage device control unit 9 a uses the voltage detector 25 (and / or 26 (both or 26 or both)) to provide a large-capacity capacitor (first capacitor) 23 (and / or a large-capacity capacitor (second capacitor). ) 24) (both ends) voltage value V1 (and / or 2) is detected (S47).

補助蓄電装置制御部9aは、次に、検出した電圧値V1(及び/又は2)(S47)が、大容量キャパシタ23,24の下限電圧値VL以下であるか否かを判定し(S49)、下限電圧値VL以下でなければ、イグニッションキー信号がオフになる等により、制御ECU7から充放電停止指示が与えられるか否かを判定する(S53)。大容量キャパシタ23,24の下限電圧値VLは、例えば制御ECU7等の最低可動電圧値に基づき定められている。   Next, the auxiliary power storage device controller 9a determines whether or not the detected voltage value V1 (and / or 2) (S47) is less than or equal to the lower limit voltage value VL of the large-capacitance capacitors 23 and 24 (S49). If it is not less than the lower limit voltage value VL, it is determined whether or not a charge / discharge stop instruction is given from the control ECU 7 by turning off the ignition key signal or the like (S53). The lower limit voltage value VL of the large-capacitance capacitors 23 and 24 is determined based on, for example, the minimum movable voltage value of the control ECU 7 or the like.

補助蓄電装置制御部9aは、制御ECU7から充放電停止指示が与えられなければ(S53)、再度、電圧検出器25(及び/又は26)により大容量キャパシタ(第1蓄電器)23(及び/又は大容量キャパシタ(第2蓄電器)24)の(両端)電圧値V1(及び/又は2)を検出する(S47)。
補助蓄電装置制御部9aは、制御ECU7から充放電停止指示が与えられれば(S53)、スイッチ(第1,2スイッチ)21,22をオフにした(S55)後、車両の始動時等で制御ECU7から充電指示が与えられるか否かを判定する(S31)。
If the charge / discharge stop instruction is not given from the control ECU 7 (S53), the auxiliary power storage device control unit 9a again uses the voltage detector 25 (and / or 26) to store the large-capacity capacitor (first capacitor) 23 (and / or). The voltage value V1 (and / or 2) of the large-capacitance capacitor (second capacitor) 24) is detected (S47).
If a charge / discharge stop instruction is given from the control ECU 7 (S53), the auxiliary power storage device controller 9a turns off the switches (first and second switches) 21 and 22 (S55), and then performs control when starting the vehicle. It is determined whether or not a charging instruction is given from the ECU 7 (S31).

補助蓄電装置制御部9aは、検出した電圧値V1(及び/又は2)(S47)が、大容量キャパシタ23,24の下限電圧値VL以下であれば(S49)、スイッチ27を大容量キャパシタ24のプラス極側へ切替え、スイッチ22を大容量キャパシタ23のマイナス極側へ切替えて、大容量キャパシタ(第1,2蓄電器)23,24を直列に接続する(S51)。
補助蓄電装置制御部9aは、次に、イグニッションキー信号がオフになる等により、制御ECU7から充放電停止指示が与えられるか否かを、充放電停止指示が与えられる迄判定し続ける(S57)。
If the detected voltage value V1 (and / or 2) (S47) is equal to or lower than the lower limit voltage value VL of the large-capacitance capacitors 23 and 24 (S49), the auxiliary power storage device control unit 9a switches the switch 27 to the large-capacitance capacitor 24. The switch 22 is switched to the negative pole side of the large-capacitance capacitor 23, and the large-capacity capacitors (first and second capacitors) 23 and 24 are connected in series (S51).
Next, the auxiliary power storage device control unit 9a continues to determine whether or not a charge / discharge stop instruction is given from the control ECU 7, for example, when the ignition key signal is turned off (S57). .

補助蓄電装置制御部9aは、制御ECU7から充放電停止指示が与えられれば(S57)、スイッチ(第1,2スイッチ)21,22をオフにし(S59)、スイッチ27を接地側へ切替え、スイッチ22をオルタネータ1のプラス極側へ切替えて、大容量キャパシタ(第1,2蓄電器)23,24の直列接続を解除する(S59)。次いで、車両の始動時等で制御ECU7から充電指示が与えられるか否かを判定する(S31)。   When a charge / discharge stop instruction is given from the control ECU 7 (S57), the auxiliary power storage device controller 9a turns off the switches (first and second switches) 21 and 22 (S59), switches the switch 27 to the ground side, 22 is switched to the positive pole side of the alternator 1, and the series connection of the large-capacity capacitors (first and second capacitors) 23, 24 is released (S59). Next, it is determined whether or not a charging instruction is given from the control ECU 7 when the vehicle is started (S31).

制御ECU7は、電圧検出器6で検出したバッテリ5の両端電圧値が所定値より低下したときは、補助蓄電装置制御部9aへ放電指示を与える。
補助蓄電装置制御部9aは、制御ECU7から放電指示を与えられたとき、スイッチ21をオンに、スイッチ22をオルタネータ1のプラス極側へオンにした(S45)状態、又は大容量キャパシタ23,24を直列に接続した(S51)状態でなければ、充電済みの大容量キャパシタ23(S37)のスイッチ21をオンにし、スイッチ27を接地側に切替える。充電済みの大容量キャパシタ23(S37)が無いときは、スイッチ21をオフにし、スイッチ22をオルタネータ1のプラス極でない側へ切替える。
When the voltage value across the battery 5 detected by the voltage detector 6 falls below a predetermined value, the control ECU 7 gives a discharge instruction to the auxiliary power storage device controller 9a.
When the auxiliary power storage device controller 9a is given a discharge instruction from the control ECU 7, the switch 21 is turned on and the switch 22 is turned on to the positive electrode side of the alternator 1 (S45), or the large capacitors 23, 24 Are not connected in series (S51), the switch 21 of the charged large-capacitance capacitor 23 (S37) is turned on, and the switch 27 is switched to the ground side. When there is no charged large-capacity capacitor 23 (S37), the switch 21 is turned off and the switch 22 is switched to the non-positive side of the alternator 1.

これにより、補助蓄電装置8aは、大容量キャパシタ23への充電が終了した(S37)時点で放電可能となる。大容量キャパシタ23,24を並列に接続した場合、充電電流が一定であれば、補助蓄電装置8aが放電可能となる迄の充電時間は、ステップ37の場合の2倍となる。   As a result, the auxiliary power storage device 8a can be discharged when the charging of the large-capacity capacitor 23 is completed (S37). When the large-capacitance capacitors 23 and 24 are connected in parallel, if the charging current is constant, the charging time until the auxiliary power storage device 8a can be discharged is twice that in step 37.

1 オルタネータ(発電機)
2 レギュレータ
3 エンジン
5 バッテリ(主蓄電器)
6,16,17,18,25,26 電圧検出器
7 制御ECU
8,8a 補助蓄電装置
9 補助蓄電装置制御部(制御部)
9a 補助蓄電装置制御部(制御部、判定手段)
10,11,12,21 スイッチ
13,14,15,23,24 大容量キャパシタ(補助蓄電器)
19,20 負荷
22,27 スイッチ(接続手段)
1 Alternator (generator)
2 Regulator 3 Engine 5 Battery (Main battery)
6, 16, 17, 18, 25, 26 Voltage detector 7 Control ECU
8, 8a Auxiliary power storage device 9 Auxiliary power storage device control unit (control unit)
9a Auxiliary power storage device control unit (control unit, determination means)
10, 11, 12, 21 Switch 13, 14, 15, 23, 24 Large-capacity capacitor (auxiliary capacitor)
19, 20 Load 22, 27 Switch (connection means)

Claims (4)

エンジンに連動する発電機が発電して主蓄電器及び複数の補助蓄電器へ充電し、前記発電機、主蓄電器及び補助蓄電器から複数の負荷へ給電する車両用電源装置において、
前記発電機及び主蓄電器と前記複数の補助蓄電器それぞれとの間に個別に設けられた複数のスイッチと、前記補助蓄電器の両端電圧値をそれぞれ検出する複数の電圧検出器とを備え、前記電圧検出器が検出した両端電圧値に基づき、前記複数のスイッチを制御することにより、前記補助蓄電器を個別に充電するように構成してあることを特徴とする車両用電源装置。
In the vehicular power supply device for generating power by a generator linked to the engine and charging the main capacitor and the plurality of auxiliary capacitors, and supplying power to the plurality of loads from the generator, the main capacitor and the auxiliary capacitors,
A plurality of switches individually provided between the generator and main capacitor and each of the plurality of auxiliary capacitors; and a plurality of voltage detectors for detecting voltage values at both ends of the auxiliary capacitor. A power supply device for a vehicle, wherein the auxiliary capacitor is individually charged by controlling the plurality of switches based on voltage values detected by the battery.
前記複数の電圧検出器が検出した複数の両端電圧値を与えられる制御部を備え、該制御部が、与えられた複数の両端電圧値に基づき、前記複数のスイッチを制御するように構成してある請求項1に記載の車両用電源装置。   The control unit is provided with a plurality of voltage values detected by the plurality of voltage detectors, and the control unit is configured to control the plurality of switches based on the plurality of supplied voltage values. The vehicle power supply device according to claim 1. 前記補助蓄電器、スイッチ及び電圧検出器をそれぞれ2つ備え、該2つのスイッチがオンであるときに、前記電圧検出器が検出した両端電圧値が所定電圧値以下であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段が所定電圧値以下であると判定したときに、前記補助蓄電器を直列に接続する接続手段とを更に備える請求項1又は2に記載の車両用電源装置。   Judgment that determines whether or not the both-end voltage value detected by the voltage detector is less than or equal to a predetermined voltage value when each of the auxiliary capacitor, the switch, and the voltage detector is provided and the two switches are on. The vehicle power supply device according to claim 1, further comprising: means, and connecting means for connecting the auxiliary capacitors in series when the determining means determines that the voltage is equal to or less than a predetermined voltage value. 前記判定手段は、前記2つの電圧検出器が検出した2つの両端電圧値が所定電圧値以下であるか否かを判定し、前記判定手段が、2つの両端電圧値は所定電圧値以下であると判定したときに、前記接続手段が、前記補助蓄電器を直列に接続するように構成してある請求項3に記載の車両用電源装置。   The determination means determines whether or not the two voltage values detected by the two voltage detectors are equal to or lower than a predetermined voltage value, and the determination means determines that the two voltage values are equal to or lower than the predetermined voltage value. The vehicle power supply device according to claim 3, wherein the connection means is configured to connect the auxiliary capacitors in series when it is determined that.
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