車輛用電源裝置制造方法
車輛用電源裝置制造方法
【專利摘要】一種車輛用電源裝置，其控制器(14)在再生放電的動作模式中通過經(jīng)由DC-DC轉(zhuǎn)換器(13)的從電容器(11)向電氣負載(23)的供電而使電容器(11)放電的情況下，使電容器(11)的輸出電壓與發(fā)電機(21)的發(fā)電電壓相比僅增大規(guī)定的放電電壓增加量。由此，控制器(14)不變更相對于發(fā)電機(21)的發(fā)電電壓的指示電壓地，間接性地抑制或者停止發(fā)電機(21)的發(fā)電。
【專利說明】車輛用電源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車輛用電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，知道一種車輛用電源裝置，其將DC-DC轉(zhuǎn)換器連接在連接有電氣負載的主 電源與連接有發(fā)電機的副電源之間，并在主電源與副電源之間具有開關(guān)（例如，參照日本 特開 2010-195336 號）。
[0003] 但是，根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的車輛用電源裝置，希望防止主電源與副電源與發(fā)電機 之間的電力授受的控制變得復(fù)雜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的方式是鑒于上述情況而做出的，以提供一種能夠防止第1電源與第2電 源與發(fā)電機之間的電力授受的控制變得復(fù)雜的車輛用電源裝置為目的。
[0005] 為了上述課題而實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明采用了如下的方式。
[0006] (1)本發(fā)明的一個方式的車輛用電源裝置，具有：第1電源；與所述第1電源并聯(lián) 連接的第2電源；在所述第1電源與所述第2電源之間連接的DC-DC轉(zhuǎn)換器；在所述DC-DC 轉(zhuǎn)換器的所述第1電源側(cè)與所述第1電源并聯(lián)連接的發(fā)電機以及電氣負載；和控制所述 DC-DC轉(zhuǎn)換器以及所述發(fā)電機的控制機構(gòu)，所述控制機構(gòu)在通過從經(jīng)由所述DC-DC轉(zhuǎn)換器 的所述第2電源向所述電氣負載的供電而使所述第2電源放電的情況下，使所述第2電源 的輸出電壓變得比所述發(fā)電機的發(fā)電電壓大。
[0007] (2)在上述（1)的方式中，車輛用電源裝置裝備在具有根據(jù)規(guī)定條件使內(nèi)燃機停 止以及重新啟動的功能的車輛中，所述第2電源相對于輸出電壓而具有在怠速停止?fàn)顟B(tài)下 所需要怠速的怠速停止準備電位，所述控制機構(gòu)在所述第2電源的輸出電壓為所述怠速停 止準備電位以上的情況下使所述第2電源放電。
[0008] (3)在上述（2)的方式中，所述第2電源相對于輸出電壓而具有比所述怠速停止準 備電位小且在所述怠速停止?fàn)顟B(tài)所需要怠速的下限的怠速停止下限電位，所述控制機構(gòu)在 所述怠速停止?fàn)顟B(tài)下所述第2電源的輸出電壓為所述怠速停止下限電位以上的情況下，使 所述第2電源放電。
[0009] (4)在上述（3)的方式中，所述控制機構(gòu)以在車輛減速狀態(tài)下所述第2電源的輸出 電壓為所述怠速停止準備電位以上的方式對所述第2電源充電。
[0010] (5)在上述（4)的方式中，所述怠速停止下限電位處于為了在所述怠速停止?fàn)顟B(tài) 下使車輛起動裝置起動所必要的電位以上。
[0011] 根據(jù)上述（1)的方式，即使在相對于電氣負載而并聯(lián)連接的第1電源、第2電源以 及發(fā)電機中，使第2電源放電的情況下，也能夠不變地維持相對于第1電源以及發(fā)電機的控 制。SP，使第2電源的輸出電壓變得比發(fā)電機的發(fā)電電壓大，由此，能夠以有意地?zé)o需停止 發(fā)電機的方式間接地抑制或者停止發(fā)電機的發(fā)電。由此，即使在相對于電氣負載的供電主 體從發(fā)電機變化為第2電源的情況下，也能夠以無需將控制對象從發(fā)電機變更為第2電源 的方式維持相對于第1電源以及發(fā)電機的控制。此外，還可以根據(jù)電氣負載的條件，而從控 制機構(gòu)相對于第2電源輸出控制指令的變更要求，能夠僅通過該變更要求來維持相對于第 1電源以及發(fā)電機的控制。
[0012] 而且，通過不變更相對于發(fā)電機的發(fā)電電壓的指令值地維持控制，而即使在第2 電源的放電結(jié)束的情況下，也能夠防止對電氣負載施加的電壓變動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置以及搭載了車輛用電源裝置的車輛 的構(gòu)成圖。
[0014] 圖2是表示與搭載了本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的 變化對應(yīng)的電容器的輸出電壓的變化的一例的圖。
[0015] 圖3是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的停止充電的 動作模式中的電流流動的圖。
[0016] 圖4是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的初次啟動的 動作模式中的電流流動的圖。
[0017] 圖5是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的I/S準備充電 的動作模式中的電流流動的圖。
[0018] 圖6是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的I/S準備充電 的動作模式中，電容器11的輸出電壓到達至規(guī)定的I/S準備電位的狀態(tài)下的電流流動的 圖。
[0019] 圖7是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的再生充電的 動作模式中的電流流動的圖。
[0020] 圖8是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的再生充電的 動作模式中，電容器11的輸出電壓到達至規(guī)定的上限電位的狀態(tài)下的電流流動的圖。
[0021] 圖9是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的再生放電的 動作模式中的電流流動的圖。
[0022] 圖10是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的再生放電的 動作模式中的電容器的放電電壓以及發(fā)電機的發(fā)電電壓與電容器的放電電流的變化的一 例的圖。
[0023] 圖11是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的I/S供電 (電容器）的動作模式中的電流流動的圖。
[0024] 圖12表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的I/S供電 (BATT)的動作模式中的電流流動的圖。
[0025] 圖13是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的ENG重新啟 動的動作模式中的電流流動的圖。
[0026] 圖14是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的ENG重新啟 動的動作模式中，將接觸器設(shè)為連接狀態(tài)的情況下的電流流動的圖。
[0027] 圖15是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的車輛停止時 的動作模式中的電流流動的圖。
【具體實施方式】
[0028] 以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的一實施方式的車輛用電源裝置。
[0029] 例如如圖1所示，本實施方式的車輛用電源裝置10搭載在車輛1上。車輛用電 源裝置10至少具有：作為2次電池的電容器11(第2電源）以及蓄電池12(第1電源）； DC-DC轉(zhuǎn)換器13以及控制器14(控制機構(gòu)）；和接觸器15以及接觸器繼電器16。
[0030] 車輛1具有：車輛用電源裝置10、FI-E⑶17、起動機磁力開關(guān)（STMGSW) 18、起動 繼電器19、以及起動電機（SI￥) 20、發(fā)電機（ACG) 21以及內(nèi)燃機22、電氣負載23、點火開關(guān) (IGSW) 24、第1電壓傳感器25以及第2電壓傳感器26、和轉(zhuǎn)速傳感器27。
[0031] 電容器11例如為雙電荷層電容器或電解電容器、鋰離子電容器等，并與起動機磁 力開關(guān)18連接。電容器11與DC-DC轉(zhuǎn)換器13的第1輸入輸出端子13a、和接觸器15的第 1端子15a連接。電容器11經(jīng)由DC-DC轉(zhuǎn)換器13或者接觸器15能夠與蓄電池12、接觸器 繼電器16、FI-E⑶17、發(fā)電機21、電氣負載23、以及點火開關(guān)24電連接。
[0032] 蓄電池12例如為規(guī)定電壓（12V等）的鉛電池等，其與接觸器繼電器16、 FI-E⑶17、發(fā)電機21、電氣負載23、以及點火開關(guān)24連接。蓄電池12與DC-DC轉(zhuǎn)換器13 的第2輸入輸出端子13b、和接觸器15的第2端子15b連接。蓄電池12經(jīng)由DC-DC轉(zhuǎn)換器 13或接觸器15能夠與電容器11以及起動機磁力開關(guān)18電連接。
[0033]DC-DC轉(zhuǎn)換器13通過控制器14的控制能夠以第1以及第2輸入輸出端子13a、 13b間的雙方向進行升降壓。DC-DC轉(zhuǎn)換器13通過將內(nèi)燃機22運轉(zhuǎn)時由發(fā)電機21產(chǎn)生的 發(fā)電電力或車輛1制動時由發(fā)電機21產(chǎn)生的再生電力向電容器11供給來使電容器11充 電。另外，DC-DC轉(zhuǎn)換器13通過將蓄電于電容器11中的電力至少向蓄電池12或電氣負 載23供給來使電容器11放電。
[0034]DC-DC轉(zhuǎn)換器13例如為H橋的升降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，其具有橋連接的4個第1? 第4開關(guān)元件（例如，IGBT:InsulatedGateBipolarmodeTransistor,絕緣柵雙極晶體管） SW1、SW2、SW3、SW4。
[0035] 成對的第1以及第2開關(guān)元件SW1、SW2在第1輸入輸出端子13a與接地端子13c 之間串聯(lián)連接。即，第1開關(guān)元件SW1的集電極與第1輸入輸出端子13a連接，第1開關(guān)元 件SW1的發(fā)射極與第2開關(guān)元件SW2的集電極連接，第2開關(guān)元件SW2的發(fā)射極與接地端 子13c連接。
[0036] 成對的第3以及第4開關(guān)元件SW3、SW4在第2輸入輸出端子13b與接地端子13c 之間串聯(lián)連接。即，第3開關(guān)元件SW3的集電極與第2輸入輸出端子13b連接，第3開關(guān)元 件SW3的發(fā)射極與第4開關(guān)元件SW4的集電極連接，第4開關(guān)元件SW4的發(fā)射極與接地端 子13c連接。
[0037] 在各開關(guān)元件SW1、SW2、SW3、SW4的發(fā)射極、集電極之間，以從發(fā)射極朝向集電極 為正方向的方式連接有各第1?第4二極管D1?D4。
[0038]DC-DC轉(zhuǎn)換器13具有電抗器L(線圈L)，該電抗器L連接于第1開關(guān)元件SW1與 第2開關(guān)元件SW2的連接點、和第3開關(guān)元件SW3與第4開關(guān)元件SW4的連接點之間。另 夕卜，還具有連接于第1輸入輸出端子13a與接地端子13c之間的第1電容器Ca、和連接在第 2輸入輸出端子13b與接地端子13c之間的第2電容器Cb。
[0039]DC-DC轉(zhuǎn)換器13具有以將第1輸入輸出端子13a與第2輸入輸出端子13b之間直 接連結(jié)的方式串聯(lián)連接的電阻R以及二極管D。二極管D以從第2輸入輸出端子13b朝向 第1輸入輸出端子13a呈正方向的方式配置。
[0040]DC-DC轉(zhuǎn)換器13通過從控制器14輸出并輸入至各開關(guān)元件SW1、SW2、SW3、SW4的 柵極的信號而被驅(qū)動。。
[0041] 控制器14控制DC-DC轉(zhuǎn)換器13的雙方向的升降壓動作、和基于接觸器繼電器16 實現(xiàn)的接觸器15的連接以及斷開動作。另外，控制器14控制基于FI-E⑶17實現(xiàn)的怠速停 止的執(zhí)行許可以及執(zhí)行禁止，并向FI-ECU17輸出指示怠速停止的執(zhí)行許可以及執(zhí)行禁止 的控制指令。
[0042] 控制器14檢測電容器11的內(nèi)部電阻以及靜電電容，判定內(nèi)部電阻是否為規(guī)定值 以上，并且，能夠根據(jù)內(nèi)部電阻來判定電容器11的劣化?？刂破?4與以下部件連接：檢測 電容器11的輸出電壓VC的第1電壓傳感器25 ;檢測電容器11的充電電流以及放電電流 的電流傳感器（省略圖示）；和檢測電容器11溫度的溫度傳感器（省略圖示）。
[0043] 控制器14能夠控制蓄電池12的放電以及蓄電池12的放電深度?？刂破?4與以 下部件連接：檢測蓄電池12的輸出電壓VB的第2電壓傳感器26 ;檢測蓄電池12的充電電 流以及放電電流的電流傳感器（省略圖示）；和檢測蓄電池12溫度的溫度傳感器（省略圖 示）。
[0044] 接觸器15根據(jù)接觸器繼電器16的開以及閉來切換接觸器15的第1以及第2端 子15a、15b間的連接以及斷開。通過控制器14來控制接觸器繼電器16的開以及閉。
[0045] 此外，接觸器15的第1端子15a與DC-DC轉(zhuǎn)換器13的第1輸入輸出端子13a、電 容器11的正極側(cè)端子、起動機磁力開關(guān)18連接。接觸器15的第2端子15b與DC-DC轉(zhuǎn)換 器13的第2輸入輸出端子13b、蓄電池12的正極側(cè)端子、發(fā)電機21以及電氣負載23連接。 由此，接觸器15在連接狀態(tài)下，將電容器11和蓄電池12分別相對于串聯(lián)連接的起動機磁 力開關(guān)18以及起動電機20并列連接。此外，電容器11以及蓄電池12的負極側(cè)端子接地。
[0046]FI-ECU17例如為由CPU(CentralProcessingUnit，中央處理器）等電子電路構(gòu)成 的ECU(ElectronicControlUnit;電子控制單元），其進行關(guān)于燃料供給、點火定時等內(nèi)燃 機22的動作的各種控制。FI-ECU17根據(jù)駕駛者的操作通過從點火開關(guān)24輸出的啟動要 求以及停止要求的信號來控制內(nèi)燃機22的啟動以及停止。
[0047]FI-E⑶17控制內(nèi)燃機22的怠速停止。怠速停止根據(jù)規(guī)定的暫時停止條件的成立 而自動地使運轉(zhuǎn)狀態(tài)的內(nèi)燃機22暫時停止，根據(jù)規(guī)定的還原條件的成立自動地使暫時停 止?fàn)顟B(tài)的內(nèi)燃機22重新啟動。規(guī)定的暫時停止條件為例如，車輛1的車速為零、且加速踏 板開度為零、且制動踏板開關(guān)打開等。規(guī)定的還原條件為例如，制動踏板開關(guān)閉等。
[0048]FI-ECU17根據(jù)基于從點火開關(guān)24輸出的信號的啟動要求、或者從怠速停止的暫 時停止?fàn)顟B(tài)還原的要求，通過控制起動繼電器19打開而使內(nèi)燃機22啟動。FI-E⑶17控制 發(fā)電機（ACG) 21的發(fā)電動作，并任意變更發(fā)電機21的發(fā)電電壓。
[0049] 發(fā)電機21是例如經(jīng)由傳送帶等與內(nèi)燃機22的曲軸（省略圖示）連結(jié)的交流發(fā)電 機。發(fā)電機21利用內(nèi)燃機22運轉(zhuǎn)時的動力來發(fā)電，由此輸出發(fā)電電力。發(fā)電機21在車輛 1的減速時或停止燃料供給的狀態(tài)下的運轉(zhuǎn)時等，將從車輛1的驅(qū)動輪（省略圖示）傳遞來 的車身的動能轉(zhuǎn)換為電能（再生能量），而輸出再生電力。此外，發(fā)電機21具有將發(fā)電以及 再生的交流輸出整流為直流輸出的整流器（省略圖示）等。
[0050] 發(fā)電機21接地，并且與DC-DC轉(zhuǎn)換器13的第2輸入輸出端子13b連接。
[0051] 內(nèi)燃機22通過起動電機（STM) 20的驅(qū)動力啟動。起動電機20通過經(jīng)由起動機磁 力開關(guān)（STMGSW) 18的來自電容器11或蓄電池12的電壓施加而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。起動機磁力開 關(guān)18根據(jù)起動繼電器19的開以及閉來切換有無對起動電機20的供電。起動繼電器19的 開以及閉由FI-E⑶17控制。
[0052] 起動電機20例如在旋轉(zhuǎn)軸（省略圖示）上具有行星齒輪（省略圖示）。內(nèi)燃機 22例如在曲軸（省略圖示）上具有與起動電機20的行星齒輪嚙合的內(nèi)齒輪（省略圖示）。 由此，起動電機20通過使行星齒輪與內(nèi)燃機22側(cè)的內(nèi)齒輪嚙合，而能夠?qū)Ⅱ?qū)動力向內(nèi)燃機 22傳遞。
[0053] 電氣負載23為各種輔機類。電氣負載23接地，并且與DC-DC轉(zhuǎn)換器13的第2輸 入輸出端子13b連接。
[0054] 本實施方式的車輛用電源裝置10具有上述構(gòu)成，接著，說明該車輛用電源裝置10 的動作。
[0055](充放電動作）
[0056] 以下，說明控制器14所控制的電容器11以及蓄電池12的充放電動作。
[0057] 控制器14使電容器11的輸出電壓與和車輛1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的規(guī)定目標(biāo)電壓一 致，并控制DC-DC轉(zhuǎn)換器13的雙方向的升降壓動作以及基于接觸器繼電器16實現(xiàn)的接觸 器15的連接以及斷開。
[0058] 如下述表1所示，控制器14以9個動作模式M0?M8來執(zhí)行與車輛1的運轉(zhuǎn)相應(yīng) 的電容器11以及蓄電池12的充放電動作。
[0059]表1
【權(quán)利要求】
1. 一種車輛用電源裝置，其特征在于，具有： 第1電源； 與所述第1電源并聯(lián)連接的第2電源； 在所述第1電源與所述第2電源之間連接的DC-DC轉(zhuǎn)換器； 在所述DC-DC轉(zhuǎn)換器的所述第1電源側(cè)與所述第1電源并聯(lián)連接的發(fā)電機以及電氣負 載；和 控制所述DC-DC轉(zhuǎn)換器以及所述發(fā)電機的控制機構(gòu)， 所述控制機構(gòu)在通過從經(jīng)由所述DC-DC轉(zhuǎn)換器的所述第2電源向所述電氣負載的供電 而使所述第2電源放電的情況下，使所述第2電源的輸出電壓變得比所述發(fā)電機的發(fā)電電 壓大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源裝置，其特征在于，是裝備在具有根據(jù)規(guī)定條件 使內(nèi)燃機停止以及重新啟動的功能的車輛中的車輛用電源裝置， 所述第2電源相對于輸出電壓而具有在怠速停止?fàn)顟B(tài)所需要怠速的怠速停止準備電 位， 所述控制機構(gòu)在所述第2電源的輸出電壓為所述怠速停止準備電位以上的情況下使 所述第2電源放電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛用電源裝置，其特征在于，所述第2電源相對于輸出電壓 而具有比所述怠速停止準備電位小在所述怠速停止?fàn)顟B(tài)所需要怠速的下限的怠速停止下 限電位， 所述控制機構(gòu)在所述怠速停止?fàn)顟B(tài)下所述第2電源的輸出電壓為所述怠速停止下限 電位以上的情況下，使所述第2電源放電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛用電源裝置，其特征在于，所述控制機構(gòu)以在車輛減速 狀態(tài)下所述第2電源的輸出電壓為所述怠速停止準備電位以上的方式對所述第2電源充 電。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛用電源裝置，其特征在于，所述怠速停止下限電位處于 為了在所述怠速停止?fàn)顟B(tài)下使車輛起動裝置起動所必要的電位以上。
【文檔編號】B60L3/00GK104276046SQ201410291317
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】石田健一, 高橋佑典, 原靖裕 申請人:本田技研工業(yè)株式會社
【專利摘要】一種車輛用電源裝置，其控制器(14)在再生放電的動作模式中通過經(jīng)由DC-DC轉(zhuǎn)換器(13)的從電容器(11)向電氣負載(23)的供電而使電容器(11)放電的情況下，使電容器(11)的輸出電壓與發(fā)電機(21)的發(fā)電電壓相比僅增大規(guī)定的放電電壓增加量。由此，控制器(14)不變更相對于發(fā)電機(21)的發(fā)電電壓的指示電壓地，間接性地抑制或者停止發(fā)電機(21)的發(fā)電。
【專利說明】車輛用電源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車輛用電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，知道一種車輛用電源裝置，其將DC-DC轉(zhuǎn)換器連接在連接有電氣負載的主 電源與連接有發(fā)電機的副電源之間，并在主電源與副電源之間具有開關(guān)（例如，參照日本 特開 2010-195336 號）。
[0003] 但是，根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的車輛用電源裝置，希望防止主電源與副電源與發(fā)電機 之間的電力授受的控制變得復(fù)雜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的方式是鑒于上述情況而做出的，以提供一種能夠防止第1電源與第2電 源與發(fā)電機之間的電力授受的控制變得復(fù)雜的車輛用電源裝置為目的。
[0005] 為了上述課題而實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明采用了如下的方式。
[0006] (1)本發(fā)明的一個方式的車輛用電源裝置，具有：第1電源；與所述第1電源并聯(lián) 連接的第2電源；在所述第1電源與所述第2電源之間連接的DC-DC轉(zhuǎn)換器；在所述DC-DC 轉(zhuǎn)換器的所述第1電源側(cè)與所述第1電源并聯(lián)連接的發(fā)電機以及電氣負載；和控制所述 DC-DC轉(zhuǎn)換器以及所述發(fā)電機的控制機構(gòu)，所述控制機構(gòu)在通過從經(jīng)由所述DC-DC轉(zhuǎn)換器 的所述第2電源向所述電氣負載的供電而使所述第2電源放電的情況下，使所述第2電源 的輸出電壓變得比所述發(fā)電機的發(fā)電電壓大。
[0007] (2)在上述（1)的方式中，車輛用電源裝置裝備在具有根據(jù)規(guī)定條件使內(nèi)燃機停 止以及重新啟動的功能的車輛中，所述第2電源相對于輸出電壓而具有在怠速停止?fàn)顟B(tài)下 所需要怠速的怠速停止準備電位，所述控制機構(gòu)在所述第2電源的輸出電壓為所述怠速停 止準備電位以上的情況下使所述第2電源放電。
[0008] (3)在上述（2)的方式中，所述第2電源相對于輸出電壓而具有比所述怠速停止準 備電位小且在所述怠速停止?fàn)顟B(tài)所需要怠速的下限的怠速停止下限電位，所述控制機構(gòu)在 所述怠速停止?fàn)顟B(tài)下所述第2電源的輸出電壓為所述怠速停止下限電位以上的情況下，使 所述第2電源放電。
[0009] (4)在上述（3)的方式中，所述控制機構(gòu)以在車輛減速狀態(tài)下所述第2電源的輸出 電壓為所述怠速停止準備電位以上的方式對所述第2電源充電。
[0010] (5)在上述（4)的方式中，所述怠速停止下限電位處于為了在所述怠速停止?fàn)顟B(tài) 下使車輛起動裝置起動所必要的電位以上。
[0011] 根據(jù)上述（1)的方式，即使在相對于電氣負載而并聯(lián)連接的第1電源、第2電源以 及發(fā)電機中，使第2電源放電的情況下，也能夠不變地維持相對于第1電源以及發(fā)電機的控 制。SP，使第2電源的輸出電壓變得比發(fā)電機的發(fā)電電壓大，由此，能夠以有意地?zé)o需停止 發(fā)電機的方式間接地抑制或者停止發(fā)電機的發(fā)電。由此，即使在相對于電氣負載的供電主 體從發(fā)電機變化為第2電源的情況下，也能夠以無需將控制對象從發(fā)電機變更為第2電源 的方式維持相對于第1電源以及發(fā)電機的控制。此外，還可以根據(jù)電氣負載的條件，而從控 制機構(gòu)相對于第2電源輸出控制指令的變更要求，能夠僅通過該變更要求來維持相對于第 1電源以及發(fā)電機的控制。
[0012] 而且，通過不變更相對于發(fā)電機的發(fā)電電壓的指令值地維持控制，而即使在第2 電源的放電結(jié)束的情況下，也能夠防止對電氣負載施加的電壓變動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置以及搭載了車輛用電源裝置的車輛 的構(gòu)成圖。
[0014] 圖2是表示與搭載了本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的 變化對應(yīng)的電容器的輸出電壓的變化的一例的圖。
[0015] 圖3是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的停止充電的 動作模式中的電流流動的圖。
[0016] 圖4是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的初次啟動的 動作模式中的電流流動的圖。
[0017] 圖5是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的I/S準備充電 的動作模式中的電流流動的圖。
[0018] 圖6是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的I/S準備充電 的動作模式中，電容器11的輸出電壓到達至規(guī)定的I/S準備電位的狀態(tài)下的電流流動的 圖。
[0019] 圖7是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的再生充電的 動作模式中的電流流動的圖。
[0020] 圖8是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的再生充電的 動作模式中，電容器11的輸出電壓到達至規(guī)定的上限電位的狀態(tài)下的電流流動的圖。
[0021] 圖9是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的再生放電的 動作模式中的電流流動的圖。
[0022] 圖10是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的再生放電的 動作模式中的電容器的放電電壓以及發(fā)電機的發(fā)電電壓與電容器的放電電流的變化的一 例的圖。
[0023] 圖11是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的I/S供電 (電容器）的動作模式中的電流流動的圖。
[0024] 圖12表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的I/S供電 (BATT)的動作模式中的電流流動的圖。
[0025] 圖13是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的ENG重新啟 動的動作模式中的電流流動的圖。
[0026] 圖14是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的ENG重新啟 動的動作模式中，將接觸器設(shè)為連接狀態(tài)的情況下的電流流動的圖。
[0027] 圖15是表示本發(fā)明的實施方式的車輛用電源裝置的控制器所執(zhí)行的車輛停止時 的動作模式中的電流流動的圖。
【具體實施方式】
[0028] 以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的一實施方式的車輛用電源裝置。
[0029] 例如如圖1所示，本實施方式的車輛用電源裝置10搭載在車輛1上。車輛用電 源裝置10至少具有：作為2次電池的電容器11(第2電源）以及蓄電池12(第1電源）； DC-DC轉(zhuǎn)換器13以及控制器14(控制機構(gòu)）；和接觸器15以及接觸器繼電器16。
[0030] 車輛1具有：車輛用電源裝置10、FI-E⑶17、起動機磁力開關(guān)（STMGSW) 18、起動 繼電器19、以及起動電機（SI￥) 20、發(fā)電機（ACG) 21以及內(nèi)燃機22、電氣負載23、點火開關(guān) (IGSW) 24、第1電壓傳感器25以及第2電壓傳感器26、和轉(zhuǎn)速傳感器27。
[0031] 電容器11例如為雙電荷層電容器或電解電容器、鋰離子電容器等，并與起動機磁 力開關(guān)18連接。電容器11與DC-DC轉(zhuǎn)換器13的第1輸入輸出端子13a、和接觸器15的第 1端子15a連接。電容器11經(jīng)由DC-DC轉(zhuǎn)換器13或者接觸器15能夠與蓄電池12、接觸器 繼電器16、FI-E⑶17、發(fā)電機21、電氣負載23、以及點火開關(guān)24電連接。
[0032] 蓄電池12例如為規(guī)定電壓（12V等）的鉛電池等，其與接觸器繼電器16、 FI-E⑶17、發(fā)電機21、電氣負載23、以及點火開關(guān)24連接。蓄電池12與DC-DC轉(zhuǎn)換器13 的第2輸入輸出端子13b、和接觸器15的第2端子15b連接。蓄電池12經(jīng)由DC-DC轉(zhuǎn)換器 13或接觸器15能夠與電容器11以及起動機磁力開關(guān)18電連接。
[0033]DC-DC轉(zhuǎn)換器13通過控制器14的控制能夠以第1以及第2輸入輸出端子13a、 13b間的雙方向進行升降壓。DC-DC轉(zhuǎn)換器13通過將內(nèi)燃機22運轉(zhuǎn)時由發(fā)電機21產(chǎn)生的 發(fā)電電力或車輛1制動時由發(fā)電機21產(chǎn)生的再生電力向電容器11供給來使電容器11充 電。另外，DC-DC轉(zhuǎn)換器13通過將蓄電于電容器11中的電力至少向蓄電池12或電氣負 載23供給來使電容器11放電。
[0034]DC-DC轉(zhuǎn)換器13例如為H橋的升降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，其具有橋連接的4個第1? 第4開關(guān)元件（例如，IGBT:InsulatedGateBipolarmodeTransistor,絕緣柵雙極晶體管） SW1、SW2、SW3、SW4。
[0035] 成對的第1以及第2開關(guān)元件SW1、SW2在第1輸入輸出端子13a與接地端子13c 之間串聯(lián)連接。即，第1開關(guān)元件SW1的集電極與第1輸入輸出端子13a連接，第1開關(guān)元 件SW1的發(fā)射極與第2開關(guān)元件SW2的集電極連接，第2開關(guān)元件SW2的發(fā)射極與接地端 子13c連接。
[0036] 成對的第3以及第4開關(guān)元件SW3、SW4在第2輸入輸出端子13b與接地端子13c 之間串聯(lián)連接。即，第3開關(guān)元件SW3的集電極與第2輸入輸出端子13b連接，第3開關(guān)元 件SW3的發(fā)射極與第4開關(guān)元件SW4的集電極連接，第4開關(guān)元件SW4的發(fā)射極與接地端 子13c連接。
[0037] 在各開關(guān)元件SW1、SW2、SW3、SW4的發(fā)射極、集電極之間，以從發(fā)射極朝向集電極 為正方向的方式連接有各第1?第4二極管D1?D4。
[0038]DC-DC轉(zhuǎn)換器13具有電抗器L(線圈L)，該電抗器L連接于第1開關(guān)元件SW1與 第2開關(guān)元件SW2的連接點、和第3開關(guān)元件SW3與第4開關(guān)元件SW4的連接點之間。另 夕卜，還具有連接于第1輸入輸出端子13a與接地端子13c之間的第1電容器Ca、和連接在第 2輸入輸出端子13b與接地端子13c之間的第2電容器Cb。
[0039]DC-DC轉(zhuǎn)換器13具有以將第1輸入輸出端子13a與第2輸入輸出端子13b之間直 接連結(jié)的方式串聯(lián)連接的電阻R以及二極管D。二極管D以從第2輸入輸出端子13b朝向 第1輸入輸出端子13a呈正方向的方式配置。
[0040]DC-DC轉(zhuǎn)換器13通過從控制器14輸出并輸入至各開關(guān)元件SW1、SW2、SW3、SW4的 柵極的信號而被驅(qū)動。。
[0041] 控制器14控制DC-DC轉(zhuǎn)換器13的雙方向的升降壓動作、和基于接觸器繼電器16 實現(xiàn)的接觸器15的連接以及斷開動作。另外，控制器14控制基于FI-E⑶17實現(xiàn)的怠速停 止的執(zhí)行許可以及執(zhí)行禁止，并向FI-ECU17輸出指示怠速停止的執(zhí)行許可以及執(zhí)行禁止 的控制指令。
[0042] 控制器14檢測電容器11的內(nèi)部電阻以及靜電電容，判定內(nèi)部電阻是否為規(guī)定值 以上，并且，能夠根據(jù)內(nèi)部電阻來判定電容器11的劣化?？刂破?4與以下部件連接：檢測 電容器11的輸出電壓VC的第1電壓傳感器25 ;檢測電容器11的充電電流以及放電電流 的電流傳感器（省略圖示）；和檢測電容器11溫度的溫度傳感器（省略圖示）。
[0043] 控制器14能夠控制蓄電池12的放電以及蓄電池12的放電深度?？刂破?4與以 下部件連接：檢測蓄電池12的輸出電壓VB的第2電壓傳感器26 ;檢測蓄電池12的充電電 流以及放電電流的電流傳感器（省略圖示）；和檢測蓄電池12溫度的溫度傳感器（省略圖 示）。
[0044] 接觸器15根據(jù)接觸器繼電器16的開以及閉來切換接觸器15的第1以及第2端 子15a、15b間的連接以及斷開。通過控制器14來控制接觸器繼電器16的開以及閉。
[0045] 此外，接觸器15的第1端子15a與DC-DC轉(zhuǎn)換器13的第1輸入輸出端子13a、電 容器11的正極側(cè)端子、起動機磁力開關(guān)18連接。接觸器15的第2端子15b與DC-DC轉(zhuǎn)換 器13的第2輸入輸出端子13b、蓄電池12的正極側(cè)端子、發(fā)電機21以及電氣負載23連接。 由此，接觸器15在連接狀態(tài)下，將電容器11和蓄電池12分別相對于串聯(lián)連接的起動機磁 力開關(guān)18以及起動電機20并列連接。此外，電容器11以及蓄電池12的負極側(cè)端子接地。
[0046]FI-ECU17例如為由CPU(CentralProcessingUnit，中央處理器）等電子電路構(gòu)成 的ECU(ElectronicControlUnit;電子控制單元），其進行關(guān)于燃料供給、點火定時等內(nèi)燃 機22的動作的各種控制。FI-ECU17根據(jù)駕駛者的操作通過從點火開關(guān)24輸出的啟動要 求以及停止要求的信號來控制內(nèi)燃機22的啟動以及停止。
[0047]FI-E⑶17控制內(nèi)燃機22的怠速停止。怠速停止根據(jù)規(guī)定的暫時停止條件的成立 而自動地使運轉(zhuǎn)狀態(tài)的內(nèi)燃機22暫時停止，根據(jù)規(guī)定的還原條件的成立自動地使暫時停 止?fàn)顟B(tài)的內(nèi)燃機22重新啟動。規(guī)定的暫時停止條件為例如，車輛1的車速為零、且加速踏 板開度為零、且制動踏板開關(guān)打開等。規(guī)定的還原條件為例如，制動踏板開關(guān)閉等。
[0048]FI-ECU17根據(jù)基于從點火開關(guān)24輸出的信號的啟動要求、或者從怠速停止的暫 時停止?fàn)顟B(tài)還原的要求，通過控制起動繼電器19打開而使內(nèi)燃機22啟動。FI-E⑶17控制 發(fā)電機（ACG) 21的發(fā)電動作，并任意變更發(fā)電機21的發(fā)電電壓。
[0049] 發(fā)電機21是例如經(jīng)由傳送帶等與內(nèi)燃機22的曲軸（省略圖示）連結(jié)的交流發(fā)電 機。發(fā)電機21利用內(nèi)燃機22運轉(zhuǎn)時的動力來發(fā)電，由此輸出發(fā)電電力。發(fā)電機21在車輛 1的減速時或停止燃料供給的狀態(tài)下的運轉(zhuǎn)時等，將從車輛1的驅(qū)動輪（省略圖示）傳遞來 的車身的動能轉(zhuǎn)換為電能（再生能量），而輸出再生電力。此外，發(fā)電機21具有將發(fā)電以及 再生的交流輸出整流為直流輸出的整流器（省略圖示）等。
[0050] 發(fā)電機21接地，并且與DC-DC轉(zhuǎn)換器13的第2輸入輸出端子13b連接。
[0051] 內(nèi)燃機22通過起動電機（STM) 20的驅(qū)動力啟動。起動電機20通過經(jīng)由起動機磁 力開關(guān)（STMGSW) 18的來自電容器11或蓄電池12的電壓施加而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。起動機磁力開 關(guān)18根據(jù)起動繼電器19的開以及閉來切換有無對起動電機20的供電。起動繼電器19的 開以及閉由FI-E⑶17控制。
[0052] 起動電機20例如在旋轉(zhuǎn)軸（省略圖示）上具有行星齒輪（省略圖示）。內(nèi)燃機 22例如在曲軸（省略圖示）上具有與起動電機20的行星齒輪嚙合的內(nèi)齒輪（省略圖示）。 由此，起動電機20通過使行星齒輪與內(nèi)燃機22側(cè)的內(nèi)齒輪嚙合，而能夠?qū)Ⅱ?qū)動力向內(nèi)燃機 22傳遞。
[0053] 電氣負載23為各種輔機類。電氣負載23接地，并且與DC-DC轉(zhuǎn)換器13的第2輸 入輸出端子13b連接。
[0054] 本實施方式的車輛用電源裝置10具有上述構(gòu)成，接著，說明該車輛用電源裝置10 的動作。
[0055](充放電動作）
[0056] 以下，說明控制器14所控制的電容器11以及蓄電池12的充放電動作。
[0057] 控制器14使電容器11的輸出電壓與和車輛1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的規(guī)定目標(biāo)電壓一 致，并控制DC-DC轉(zhuǎn)換器13的雙方向的升降壓動作以及基于接觸器繼電器16實現(xiàn)的接觸 器15的連接以及斷開。
[0058] 如下述表1所示，控制器14以9個動作模式M0?M8來執(zhí)行與車輛1的運轉(zhuǎn)相應(yīng) 的電容器11以及蓄電池12的充放電動作。
[0059]表1
【權(quán)利要求】
1. 一種車輛用電源裝置，其特征在于，具有： 第1電源； 與所述第1電源并聯(lián)連接的第2電源； 在所述第1電源與所述第2電源之間連接的DC-DC轉(zhuǎn)換器； 在所述DC-DC轉(zhuǎn)換器的所述第1電源側(cè)與所述第1電源并聯(lián)連接的發(fā)電機以及電氣負 載；和 控制所述DC-DC轉(zhuǎn)換器以及所述發(fā)電機的控制機構(gòu)， 所述控制機構(gòu)在通過從經(jīng)由所述DC-DC轉(zhuǎn)換器的所述第2電源向所述電氣負載的供電 而使所述第2電源放電的情況下，使所述第2電源的輸出電壓變得比所述發(fā)電機的發(fā)電電 壓大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源裝置，其特征在于，是裝備在具有根據(jù)規(guī)定條件 使內(nèi)燃機停止以及重新啟動的功能的車輛中的車輛用電源裝置， 所述第2電源相對于輸出電壓而具有在怠速停止?fàn)顟B(tài)所需要怠速的怠速停止準備電 位， 所述控制機構(gòu)在所述第2電源的輸出電壓為所述怠速停止準備電位以上的情況下使 所述第2電源放電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛用電源裝置，其特征在于，所述第2電源相對于輸出電壓 而具有比所述怠速停止準備電位小在所述怠速停止?fàn)顟B(tài)所需要怠速的下限的怠速停止下 限電位， 所述控制機構(gòu)在所述怠速停止?fàn)顟B(tài)下所述第2電源的輸出電壓為所述怠速停止下限 電位以上的情況下，使所述第2電源放電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛用電源裝置，其特征在于，所述控制機構(gòu)以在車輛減速 狀態(tài)下所述第2電源的輸出電壓為所述怠速停止準備電位以上的方式對所述第2電源充 電。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛用電源裝置，其特征在于，所述怠速停止下限電位處于 為了在所述怠速停止?fàn)顟B(tài)下使車輛起動裝置起動所必要的電位以上。
【文檔編號】B60L3/00GK104276046SQ201410291317
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】石田健一, 高橋佑典, 原靖裕 申請人:本田技研工業(yè)株式會社
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