專利名稱：車輛用電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在車輛上搭載的車輛用電源裝置。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前的車輛中，一般使用鉛蓄電池向電氣設(shè)備供給電力。該鉛蓄電池盡管可以確保大的蓄電容量，但具有由于充放電而顯著老化的特性。因此，在搭載鉛蓄電池的車輛上，由于總是使交流發(fā)電機(jī)(發(fā)電機(jī))進(jìn)行發(fā)電驅(qū)動，所以可以防止鉛蓄電池的充放電。但是，總是驅(qū)動交流發(fā)電機(jī)成為使發(fā)動機(jī)負(fù)載增大并降低燃料消耗性能的因素。因此，提出了以下的技術(shù)方案，即在鉛蓄電池的基礎(chǔ)上還具有鋰離子電池，并且在加速時將交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓控制為0，另一方面，在減速時提高交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。這樣，通過在避免增大發(fā)動機(jī)負(fù)載的同時控制交流發(fā)電機(jī)，可以提高車輛的燃料消耗性能。此外，在停止交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電驅(qū)動時，通過從鋰離子電池向電氣設(shè)備供給電力而可以防止鉛蓄電池的放電。專利文獻(xiàn)1 日本特開2004-225649號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，在專利文獻(xiàn)1中所述的車輛中，電氣設(shè)備與交流發(fā)電機(jī)的電力系統(tǒng)連接，不可能大幅度提高交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓。即，因為不可以超過電氣設(shè)備的上限電壓而設(shè)定發(fā)電電壓，所以在減速時難以充分確保交流發(fā)電機(jī)的再生量。這樣，在無法充分確保減速時的再生量的情況下，因為必須使交流發(fā)電機(jī)在減速以外的情況下也進(jìn)行發(fā)電驅(qū)動，所以成為使得發(fā)動機(jī)負(fù)載增大并降低車輛的燃料消耗性能的主要原因。本發(fā)明的目的在于，通過增加發(fā)電機(jī)的再生量而提高車輛的燃料消耗性能。本發(fā)明的車輛用電源裝置，其特征在于，具有第1電源系統(tǒng)，其具有發(fā)電機(jī)和與該發(fā)電機(jī)連接的第1蓄電體；第2電源系統(tǒng)，其具有電氣負(fù)載和與該電氣負(fù)載連接的第2蓄電體，該電氣負(fù)載的上限電壓比上述發(fā)電機(jī)低；以及開關(guān)，其設(shè)置在所述第1電源系統(tǒng)和所述第2電源系統(tǒng)之間，在將所述第1電源系統(tǒng)和所述第2電源系統(tǒng)接通的接通狀態(tài)、和將所述第1電源系統(tǒng)和所述第2電源系統(tǒng)斷開的斷開狀態(tài)之間進(jìn)行切換。本發(fā)明的車輛用電源裝置，其特征在于，在將所述開關(guān)切換至斷開狀態(tài)時，所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓設(shè)定為高于所述電氣負(fù)載的上限電壓，另一方面，將所述開關(guān)切換至接通狀態(tài)時，所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓設(shè)定為小于或等于所述電氣負(fù)載的上限電壓。本發(fā)明的車輛用電源裝置，其特征在于，所述開關(guān)在車輛減速時被切換至斷開狀態(tài)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，通過將第1電源系統(tǒng)和第2電源系統(tǒng)之間的開關(guān)切換至斷開狀態(tài)，可以提高發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓，并可以增大發(fā)電機(jī)的再生量。這樣，可以積極地使發(fā)電機(jī)停止， 并可以提高車輛的燃料消耗性能。


圖1是表示具有本發(fā)明的一個實施方式的車輛用電源裝置的車輛的構(gòu)成概略圖。圖2是表示開關(guān)的控制狀態(tài)的說明圖。圖3是表示車輛用電源裝置的電力供給狀態(tài)的說明圖。圖4的(a)及(b)是表示車輛用電源裝置的電力供給狀態(tài)的說明圖。圖5是表示開關(guān)的切換控制和交流發(fā)電機(jī)的再生控制之間關(guān)系的說明圖。圖6的(a)及(b)是表示在發(fā)動機(jī)起動時車輛用電源裝置的電力供給狀態(tài)的說明圖。圖7是表示具有本發(fā)明的其他的實施方式的車輛用電源裝置的車輛的構(gòu)成概略圖。圖8是表示具有本發(fā)明的其他的實施方式的車輛用電源裝置的車輛的構(gòu)成概略圖。
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖1是表示具有本發(fā)明的一個實施方式的車輛用電源裝置10的車輛11的構(gòu)成概略圖。如圖1所示，在車輛11上搭載發(fā)動機(jī)12及變速器13。變速器13的輸出軸14經(jīng)由差速器機(jī)構(gòu)15與驅(qū)動輪16連接。 另外，在發(fā)動機(jī)12上安裝起動電動機(jī)17。并且，作為發(fā)電機(jī)的交流發(fā)電機(jī)18經(jīng)由驅(qū)動皮帶19與發(fā)動機(jī)12連接。此外，圖示的車輛11是所謂的微混合動力車輛，在車輛11上搭載使用交流發(fā)電機(jī)18的低電壓系統(tǒng)的再生系統(tǒng)。在加速器踏板的踏入被解除的減速時，使交流發(fā)電機(jī)18進(jìn)行發(fā)電驅(qū)動，從而可以積極地將車輛11的動能變換成電能而進(jìn)行回收。另外，在加速器踏板被踏入的加速時或進(jìn)行恒速行駛時，使由交流發(fā)電機(jī)18進(jìn)行的發(fā)電停止而減輕發(fā)動機(jī)的負(fù)載。這樣，通過控制交流發(fā)電機(jī)18以不增加發(fā)動機(jī)負(fù)載，可以提高車輛 11的燃料消耗性能。為了提高車輛11的燃料消耗性能，如上述所述，重要的是在加速時或恒速行駛時使交流發(fā)電機(jī)18的發(fā)電驅(qū)動停止。但是，在當(dāng)前作為蓄電體僅具有鉛蓄電體的車輛中，由于要防止由鉛蓄電池的充放電引起的老化，所以難以停止交流發(fā)電機(jī)18的發(fā)電驅(qū)動。為了解決該問題，考慮采用難以因充放電引起較強(qiáng)老化的鋰離子電池等作為蓄電體，但采用鋰離子電池成為導(dǎo)致蓄電體的高成本化的主要原因。即，在車輛11上搭載的蓄電體，要求下述的蓄電容量，即，在車輛放置規(guī)定期間(例如3個月)后也可以可靠地驅(qū)動起動電動機(jī) 17。但是，因為鋰離子電池的每單位蓄電容量的成本高，所以為了確保所需的蓄電容量，會導(dǎo)致蓄電體的高成本化。為了避免這種蓄電體的高成本化，作為本發(fā)明的一個實施方式的車輛用電源裝置10如下地構(gòu)成。以下對車輛用電源裝置10的構(gòu)成進(jìn)行說明。在車輛用電源裝置10中設(shè)置主電池 20作為第1蓄電體。另外，在主電池20上連接起動電動機(jī)17及交流發(fā)電機(jī)18。這樣，由主電池20、起動電動機(jī)17及交流發(fā)電機(jī)18構(gòu)成第1電源系統(tǒng)21。此外，構(gòu)成第1電源系統(tǒng)21的主電池20、交流發(fā)電機(jī)18的容許電壓范圍，設(shè)定為約12 18V。即，主電池20、交流發(fā)電機(jī)18的控制上的上限電壓設(shè)定為18V。另外，作為主電池20，可以使用充放電電阻小且循環(huán)特性優(yōu)良的蓄電體。作為這樣的蓄電體，可以舉出包括鋰離子電池、鋰離子電容器、 電氣雙重電容器、鎳氫電池等所謂搖椅型蓄電體。此外，在這里的所謂搖椅型蓄電池，是指通過鋰離子、氫離子等在電極間往復(fù)而進(jìn)行充放電的蓄電體。搖椅型蓄電體的蓄電裝置，因為不伴有電極的物理構(gòu)造變化(溶解·析出)，所以具有充放電電阻小且循環(huán)優(yōu)良的特性。在車輛用電源裝置10上設(shè)置副電池22作為第2蓄電體。另外，在副電池22上連接作為電氣負(fù)載的前照燈23、點(diǎn)火線圈M及電子控制單元25等電氣設(shè)備26。這樣，由副電池22及電氣設(shè)備沈構(gòu)成第2電源系統(tǒng)27。此外，構(gòu)成第2電源系統(tǒng)27的副電池22及電氣設(shè)備沈的容許電壓范圍，設(shè)定為約12 15V。S卩，副電池22及電氣設(shè)備沈的控制上的上限電壓設(shè)定為15V。另外，作為副電池22，可以使用具有規(guī)定蓄電容量的蓄電體。作為副電池22的蓄電容量，考慮車輛放置規(guī)定期間后的起動性能而設(shè)定。作為這樣的蓄電體， 可以舉出低成本且蓄電容量大的鉛蓄電池等所謂儲備型蓄電池。此外，在這里所謂的儲備型蓄電池，是指可以通過離子從電極的金屬等向電解液中溶解，電解液中的離子作為金屬等而向電極析出，從而進(jìn)行充放電的蓄電體。儲備型蓄電體的蓄電機(jī)構(gòu)，因為伴有電極的物理構(gòu)造變化(溶解·析出)，所以與搖椅型蓄電體相比，具有充放電電阻大且循環(huán)特性差的特性。另外，副電池22并不限于儲備型蓄電體，如果可以以低成本確保規(guī)定的蓄電容量，則也可以將搖椅型蓄電體作為副電池22使用。另外，在將第1電源系統(tǒng)21和第2電源系統(tǒng)27連接的通電線路30上，設(shè)有η溝道FET等開關(guān)31。通過將該開關(guān)31切換至接通狀態(tài)，可以使第1電源系統(tǒng)21和第2電源系統(tǒng)27電氣連接。另一方面，通過將開關(guān)31切換至斷開狀態(tài)，可以使第1電源系統(tǒng)21和第2電源系統(tǒng)27電氣切斷。為了執(zhí)行該開關(guān)31的切換控制，在車輛用電源裝置10中設(shè)置電源控制單元(開關(guān)控制單元)32。電源控制單元32由以下部分構(gòu)成CPU，其執(zhí)行程序； ROM，其存儲程序等；RAM，其暫時存儲數(shù)據(jù)；以及輸入輸出接口等，該輸入輸出接口與各種傳感器及致動器等連接。作為與電源控制單元32連接的傳感器，包括檢測加速器踏板的操作狀況的加速器開度傳感器33、檢測車速的車速傳感器34、檢測主電池20的電壓的電壓傳感器35、檢測主電池20的電流的電流傳感器36、檢測主電池20的溫度的溫度傳感器37、檢測副電池22的電壓的電壓傳感器38、檢測副電池22的電流的電流傳感器39等。下面，對通過電源控制單元32對開關(guān)31進(jìn)行的切換控制進(jìn)行說明。圖2是表示開關(guān)31的控制狀態(tài)的說明圖。圖3是表示車輛用電源裝置10的電力供給狀態(tài)的說明圖。 在圖3中表示加速器踏板被踏入的車輛加速時或恒速行駛時的狀態(tài)，即，停止交流發(fā)電機(jī) 18的再生控制的狀態(tài)。另外，圖4(a)及(b)是表示車輛用電源裝置10的電力供給狀態(tài)的說明圖。在圖4(a)及(b)中表示加速器踏板的踏入被解除的車輛減速時的狀態(tài)，即，通過交流發(fā)電機(jī)18執(zhí)行再生控制的狀態(tài)。此外，在圖3及圖4中，使用涂黑的箭頭表示電力供給狀態(tài)。如圖2及圖3所示，在加速器踏板被踏入的情況下(加速器ON)，電源控制單元(發(fā)電控制單元)32將交流發(fā)電機(jī)18的目標(biāo)發(fā)電電流設(shè)定為“0 ”，交流發(fā)電機(jī)18停止發(fā)電。此時，電源控制單元32使開關(guān)31保持接通狀態(tài)(ON)，成為電氣設(shè)備沈與主電池20及副電池22接通的狀態(tài)。在這里，主電池20的能夠充分利用蓄電容量的電壓范圍，與副電池22 的能夠充分利用蓄電容量的電壓范圍相比設(shè)計得較高。因此，主要由主電池20對電氣設(shè)備 26供給電力，另一方面抑制從副電池22的電力供給。此外，在表示主電池20及副電池22的蓄電比例的充電狀態(tài)SOCm、SOCs降低的情況下，如圖3中虛線的箭頭所示，也可以根據(jù)狀況對交流發(fā)電機(jī)18進(jìn)行發(fā)電驅(qū)動。然后，如圖2所示，在加速器踏板的踏入被解除的情況下(加速器OFF)，電源控制單元32根據(jù)車速設(shè)定交流發(fā)電機(jī)18的目標(biāo)發(fā)電電流，交流發(fā)電機(jī)18對發(fā)電電壓進(jìn)行調(diào)整，以可以獲得目標(biāo)發(fā)電電流。在該交流發(fā)電機(jī)18的再生控制中，重要的是增加交流發(fā)電機(jī)18的再生量(發(fā)電量)。因此，電源控制單元32根據(jù)主電池20及副電池22的充電狀態(tài) S0Cm、S0Cs，將開關(guān)31從接通狀態(tài)(ON)切換至斷開狀態(tài)(OFF)。在這里，如圖4(a)所示，在將開關(guān)31保持在接通狀態(tài)的情況下，第1電源系統(tǒng)21和第2電源系統(tǒng)27成為電氣接通狀態(tài)。S卩，為了保護(hù)上限電壓為15V的第2電源系統(tǒng)27，必須將交流發(fā)電機(jī)18的發(fā)電電壓限制為小于或等于15V。另一方面，如圖4(b)所示，在將開關(guān)31從接通狀態(tài)切換至斷開狀態(tài)的情況下，第1電源系統(tǒng)21和第2電源系統(tǒng)27成為電氣斷開狀態(tài)。S卩，因為將交流發(fā)電機(jī) 18及主電池20從第2電源系統(tǒng)27切斷，所以可以超過第2電源系統(tǒng)27的上限電壓(15V) 而設(shè)定交流發(fā)電機(jī)18的發(fā)電電壓。這樣，通過將開關(guān)31切換至斷開狀態(tài)，可以提高交流發(fā)電機(jī)18的發(fā)電電壓，可以使再生量急劇增加。而且，因為由搖椅型蓄電體構(gòu)成的主電池20的充電電阻小，所以可以以大電流(例如200A)輸入電力。因此，可以將伴隨著發(fā)電電壓的提高而增大的發(fā)電電力， 不浪費(fèi)地積蓄在主電池20中。此外，因為即使在開關(guān)31被斷開的情況下，也由副電池22 向電氣設(shè)備26供給電力，所以可以使電氣設(shè)備沈正常地繼續(xù)工作。如上述所述，因為設(shè)置由主電池20及交流發(fā)電機(jī)18構(gòu)成的第1電源系統(tǒng)21、和由副電池22及電氣設(shè)備沈構(gòu)成的第2電源系統(tǒng)27，并且在第1電源系統(tǒng)21和第2電源系統(tǒng) 27之間設(shè)置開關(guān)31，所以可以使減速時的交流發(fā)電機(jī)18的再生量急劇增加。這樣，因為可以在減速時對主電池20充分地充電，所以可以在加速時及恒速行駛時使交流發(fā)電機(jī)18停止。這樣，可以減輕發(fā)動機(jī)負(fù)載并提高車輛11的燃料消耗性能。另外，并不是單純地依靠主電池20的充電電阻，還可以通過如上述所述提高發(fā)電電壓，從而增大減速時的交流發(fā)電機(jī)18的再生量。這樣，在由鋰離子電池等組成的主電池20中，因為減少為了降低充電電阻而增加并聯(lián)數(shù)量的必要，所以可以將蓄電容量設(shè)計得較小，可以實現(xiàn)車輛用電源裝置10的小型化及低成本化。此外，主電池20的蓄電容量設(shè)計得比副電池22的蓄電容量小。另外， 通過在加速時使交流發(fā)電機(jī)18停止，可以抑制發(fā)動機(jī)負(fù)載而提高車輛11的加速性能。另外，因為設(shè)置確保了規(guī)定蓄電容量的副電池22，所以在車輛放置規(guī)定時間后，也可以保持良好的起動性能。作為該副電池22，通過使用低成本且蓄電容量大的鉛蓄電池等儲備型蓄電體，可以抑制車輛用電源裝置10的高成本化。另外，如上述所述，在交流發(fā)電機(jī) 18的再生控制被停止的狀況下，使開關(guān)31接通而從主電池20向電氣設(shè)備沈供給電力。這樣，因為可以抑制副電池22的充放電，所以即使在使用伴隨頻繁的充放電而老化的儲備型蓄電體的情況下，也可以抑制副電池22的老化。此外，因為由搖椅型蓄電體構(gòu)成的主電池 20的循環(huán)特性良好，所以即使頻繁地充放電，也不會顯著地引起主電池20的老化。另外，作為開關(guān)斷開時備用而設(shè)置的副電池22，與當(dāng)前的電池相比可以削減蓄電容量。這樣，即使在將主電池20和副電池22相組合的情況下，也可以將其大小抑制為與當(dāng)前的電池組相當(dāng)。即，可以與僅具有鉛蓄電池的當(dāng)前的車輛相同地，將車輛用電源裝置10 搭載在發(fā)動機(jī)艙中。這樣，可以不大幅度改變車體構(gòu)造而搭載本發(fā)明的車輛用電源裝置10。
另外，在車輛用電源裝置10中，將能夠充分利用蓄電容量的電壓范圍(約12 18V)高的主電池20、和能夠充分利用蓄電容量的電壓范圍(約11 12. 8V)低的副電池22 并聯(lián)連接。這樣，即使在使用鉛蓄電池作為副電池22的情況下，與僅具有鉛蓄電池的當(dāng)前的車輛相比，可以不使鉛蓄電池放電而大幅度增加可使用蓄電容量(有效蓄電容量)。而且，因為通過將主電池20和副電池22并聯(lián)連接，可以降低作為電池的總電阻，所以可以實現(xiàn)向電氣設(shè)備26施加的電壓的穩(wěn)定化。以下，對開關(guān)31的切換控制及交流發(fā)電機(jī)18的再生控制進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖5是表示開關(guān)31的切換控制和交流發(fā)電機(jī)18的再生控制之間的關(guān)系的說明圖。此外，圖5所示的端子電壓、開路電壓、充電電流，是主電池20的端子電壓及開路電壓，以及對主電池20 的充電電流。另外，圖5表示加速器踏板的踏入被解除的減速時狀態(tài)，即由交流發(fā)電機(jī)18 執(zhí)行再生控制的狀態(tài)。首先，電源控制單元32基于主電池20的電壓、電流、溫度，計算主電池20的充電狀態(tài)SOCm。另外，電源控制單元32基于副電池22的電壓及電流，計算副電池 22的充電狀態(tài)SOCs。而且，如圖5所示，在主電池20的充電狀態(tài)SOCm低于規(guī)定值Ml的情況下(符號 α )，電源控制單元32將開關(guān)31保持在接通狀態(tài)。這樣，在充電狀態(tài)SOCm降低的情況下， 因為主電池20的開路電壓低，所以可以不將發(fā)電電壓提高至15V就可以獲得規(guī)定的目標(biāo)發(fā)電電流(例如200Α)。S卩，所謂的規(guī)定值Μ1，是發(fā)電電壓在低于15V的范圍內(nèi)可以獲得的規(guī)定的目標(biāo)發(fā)電電流的值，是基于實驗及模擬而預(yù)先設(shè)定的值。為了在不斷開開關(guān)31而可以獲得必要的發(fā)電電流的情況下抑制副電池22的充放電，在開關(guān)31被接通的狀態(tài)下使交流發(fā)電機(jī)18進(jìn)行發(fā)電驅(qū)動。此外，在使用鉛蓄電池作為副電池22的情況下，為了防止伴隨著過放電而發(fā)生的老化，優(yōu)選將發(fā)電電壓控制為大于或等于12. 8V。并且，在副電池22的充電狀態(tài)SOCs超過規(guī)定值Sl的狀態(tài)的基礎(chǔ)上，如果主電池 20的充電狀態(tài)SOCm超過規(guī)定值Ml (符號β )，則電源控制單元32將開關(guān)31切換至斷開狀態(tài)。這樣，在伴隨著SOCm的上升而主電池20的端子電壓超過15V的狀況下，開關(guān)31被切換至斷開狀態(tài)。這樣，可以將發(fā)電電壓提高至大于或等于15V，并可以確保規(guī)定的目標(biāo)發(fā)電電流(例如200Α)。另外，因為在開關(guān)斷開時從副電池22向電氣設(shè)備沈供給電力，所以在確認(rèn)副電池22的充電狀態(tài)SOCs的基礎(chǔ)上斷開開關(guān)31。即，在充電狀態(tài)SOCs低于規(guī)定值 Sl的情況下，由電源控制單元32禁止開關(guān)31的斷開。此外，規(guī)定值Sl是可以由副電池22 對電氣設(shè)備26供給充足的電力的值，是基于實驗及模擬而預(yù)先設(shè)定的值。而且，如果伴隨著充電而主電池20的充電狀態(tài)SOCm超過規(guī)定值Μ2 (符號γ )，則電源控制單元32再次將開關(guān)31切換至接通狀態(tài)。這樣，在充電狀態(tài)SOCm超過規(guī)定值Μ2 的定時，因為主電池20的開路電壓達(dá)到電氣設(shè)備沈的上限電壓15V，所以如果持續(xù)大于或等于15V的發(fā)電，則主電池20的開路電壓會超過電氣設(shè)備沈的上限電壓即15V。S卩，如果持續(xù)提高發(fā)電電壓，則主電池20的開路電壓處于超過15V的狀況，所以從防止向電氣設(shè)備 26施加過大電壓而造成損壞的觀點(diǎn)出發(fā)，將開關(guān)31接通而使交流發(fā)電機(jī)18的發(fā)電電壓返回至15V。此外，所謂規(guī)定值Μ2，是與電氣設(shè)備沈的上限電壓相當(dāng)?shù)闹麟姵?0的充電狀態(tài) S0C，是基于電氣設(shè)備沈的規(guī)格而預(yù)先設(shè)定的值。這樣，主電池20的充電狀態(tài)SOCm在低于規(guī)定值Ml或高于規(guī)定值Μ2的情況下，開關(guān)31被控制為接通狀態(tài)。即，在充電狀態(tài)SOCm不位于由規(guī)定值Μ1、Μ2劃分出的規(guī)定范圍Μ3內(nèi)的情況下，通過電源控制單元31禁止開關(guān)31的斷開。如上述所述，在將開關(guān)31斷開的狀態(tài)的基礎(chǔ)上，發(fā)電電壓被提高至第1電源系統(tǒng) 21的上限電壓即18V。這樣，主電池20的端子電壓也上升至18V，但在這種情況下，對于主電池20的開路電壓，也被設(shè)計為低于第2電源系統(tǒng)27的上限電壓即15V。這樣，在伴隨著開關(guān)斷開而提高發(fā)電電壓時，主電池20的開路電壓也被控制為低于15V。這樣，可以安全地將開關(guān)31從斷開狀態(tài)切換至接通狀態(tài)。此外，第1電源系統(tǒng)21的上限電壓即18V，是基于電氣設(shè)備沈的耐電壓實驗中的試驗電壓(18V)而設(shè)定的。這樣，在將發(fā)電電壓提高到18V 時，即使在開關(guān)31由于誤操作而被接通的情況下，也可以避免電氣設(shè)備沈的損壞。另外，在將開關(guān)31切換至斷開狀態(tài)時，不僅判定充電狀態(tài)S0Cm、S0Cs，還在同一再生期間中對開關(guān)31的斷開歷史進(jìn)行判定。即，在加速器踏板的踏入被解除后的同一再生期間中，只允許開關(guān)31斷開一次。這樣，可以防止開關(guān)31在斷開狀態(tài)和接通狀態(tài)間反復(fù)切換的擺動。此外，作為主電池20中的充電狀態(tài)SOCm的計算方法，可以舉出如下的計算方法 對基于充放電電流的積算值的充電狀態(tài)SOCc、和基于推定的開路電壓的充電狀態(tài)SOCv進(jìn)行計算，并將這些充電狀態(tài)S0Cc、S0Cv加權(quán)合成而計算充電狀態(tài)SOCm(例如，參照日本特開 2005-201743號公報)。另外，作為副電池22中的充電狀態(tài)SOCs的計算方法，可以舉出如下的計算方法對充放電電流進(jìn)行積算而計算充電狀態(tài)SOCs。作為充電狀態(tài)S0Cm、S0Cs的計算方法，并不限于上述方法，當(dāng)然也可以使用其他的計算方法。下面，對發(fā)動機(jī)起動時車輛用電源裝置10的電力供給狀態(tài)進(jìn)行說明。圖6(a)及 (b)是表示在發(fā)動機(jī)起動時車輛用電源裝置10的電力供給狀況的說明圖。此外，在圖6(a) 及(b)中，使用涂黑的箭頭表示電力供給狀態(tài)。例如，在外氣溫超過0°C的情況下，在發(fā)動機(jī)起動時，開關(guān)31被切換至斷開狀態(tài)。如圖6(a)所示，在將開關(guān)31切換至斷開狀態(tài)的情況下，一方面從主電池20向起動電動機(jī)17供給電力，另一方面從副電池22向電氣設(shè)備沈供給電力。這樣，在發(fā)動機(jī)12容易起動的環(huán)境下，僅由來自主電池20的電力驅(qū)動起動電動機(jī)17。這樣，可以避免由大的起動器電流引起的副電池22的電壓降低。這樣，可以防止與下限電壓較低的電氣設(shè)備(例如 ECU (Engine Control Unit)、TCU (Transmission Control Unit)等行駛涉及的控制單元)相比，下限電壓較高的電氣設(shè)備(例如導(dǎo)航裝置、前照燈等燈具類)的瞬間停電。另外，例如，在外氣溫低于0°C的情況下，在發(fā)動機(jī)起動時，開關(guān)31切換至接通狀態(tài)。如圖6(b)所示，在將開關(guān)31切換至接通狀態(tài)的情況下，從主電池20和副電池22這兩者對起動電動機(jī)17及電氣設(shè)備沈供給電力。這樣，在難以起動發(fā)動機(jī)12的環(huán)境下，由來自主電池20及副電池22的電力驅(qū)動起動電動機(jī)17。此外，如圖6(a)及(b) 所示，與開關(guān)31的控制狀態(tài)無關(guān)地，均從副電池22向電氣設(shè)備沈供給電力。因此，可以避免伴隨向起動電動機(jī)17供給大電流而導(dǎo)致的瞬間性的電壓降低，并可以避免發(fā)動機(jī)起動時的控制系統(tǒng)的停機(jī)。下面，對本發(fā)明的其他的實施方式的車輛用電源裝置40、50進(jìn)行說明。圖7及圖 8是表示具有本發(fā)明的其他的實施方式的車輛用電源裝置40、50的車輛41、51的構(gòu)成概略圖。此外，在圖7及圖8中，對與圖1相同的構(gòu)成要素使用相同的標(biāo)號并省略其說明。如圖 7所示，車輛用電源裝置40在從第1電源系統(tǒng)21上切斷主電池20的位置上具有開關(guān)42。 這樣，通過在主電池20的正極線43上設(shè)置開關(guān)42，可以在主電池20發(fā)生異常時從車輛用電源裝置10上切斷主電池20。這樣，可以不使異常狀態(tài)的主電池20工作，可以使用副電池 22起動車輛41。因此，可以提高車輛41的安全性。另外，如圖8所示，車輛用電源裝置50在將第1電源系統(tǒng)21和第2電源系統(tǒng)27 連接的通電線30上具有開關(guān)單元52。該開關(guān)單元52由多個并聯(lián)連接的開關(guān)53構(gòu)成。另外，構(gòu)成開關(guān)單元52的多個開關(guān)53，可以在相同的定時在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)間切換。而且，開關(guān)單元52上設(shè)有檢測開關(guān)前后的電位差的電壓傳感器54。而且，電源控制單元32通過將來自電壓傳感器M的電壓信號與規(guī)定的判定值進(jìn)行比較，判定開關(guān)單元52的故障狀態(tài)。即，電源控制單元32規(guī)定將所有的開關(guān)53均正常接通時的電壓下降量規(guī)定為判定值， 并判定實際的電壓下降量是否不在判定值的范圍內(nèi)。在實際的電壓下降量比判定值大的情況下，判定為處于開關(guān)單元52的內(nèi)阻大的狀態(tài)，即處于所有的開關(guān)53未正常接通的異常狀態(tài)。該開關(guān)單元52的異常判定，因為在開關(guān)單元52上電壓下降較大時出現(xiàn)，所以優(yōu)選從副電池22向起動電動機(jī)17供給電流時進(jìn)行。這樣，通過在發(fā)動機(jī)起動時進(jìn)行開關(guān)單元52的異常判定，可以在車輛行駛前把握開關(guān)單元52的異常狀態(tài)。這樣，可以在車輛行駛前采取顯示警告燈等的對應(yīng)，可以提高車輛51的安全性。本發(fā)明并不限定于上述的實施方式，在不脫離其要點(diǎn)的范圍內(nèi)可以做各種改變。 例如，在如圖示所示的情況下，本發(fā)明適用于作為動力源而僅具有發(fā)動機(jī)12的車輛11、41、 51，但并不僅限于此，本發(fā)明也可以適用于作為動力源而具有發(fā)動機(jī)12及電動發(fā)動機(jī)的混合動力車輛。特別地，對于電力消耗量多的車輛，也可以有效適用本發(fā)明。例如，在一定條件下使發(fā)動機(jī)12自動停止的所謂怠速停止的車輛中，因為有必要頻繁地驅(qū)動起動電動機(jī)17， 所以可以極其有效地適用本發(fā)明。另外，在上述的說明中，在對交流發(fā)電機(jī)18進(jìn)行發(fā)電驅(qū)動時，可以根據(jù)車速設(shè)定目標(biāo)發(fā)電電流，但并不僅限于此，也可以基于其他信息設(shè)定目標(biāo)發(fā)電電流。而且，在如圖示所示的情況下，分別設(shè)置交流發(fā)電機(jī)18和起動電動機(jī)17，但也可以設(shè)置兼具有交流發(fā)電機(jī) 18和起動電動機(jī)17功能的電動機(jī)。此外，在上述的說明中，第1電源系統(tǒng)21的容許電壓范圍設(shè)定為約12 18V，但并不限于該電壓范圍。同樣地第2電源系統(tǒng)27的容許電壓范圍設(shè)定為約12 15V，但并不限于該電壓范圍。
權(quán)利要求
1.一種車輛用電源裝置，其特征在于，具有第1電源系統(tǒng)，其具有發(fā)電機(jī)和與該發(fā)電機(jī)連接的第1蓄電體； 第2電源系統(tǒng)，其具有電氣負(fù)載和與該電氣負(fù)載連接的第2蓄電體，該電氣負(fù)載的上限電壓比上述發(fā)電機(jī)低；以及開關(guān)，其設(shè)置在所述第1電源系統(tǒng)和所述第2電源系統(tǒng)之間，在將所述第1電源系統(tǒng)和所述第2電源系統(tǒng)接通的接通狀態(tài)、和將所述第1電源系統(tǒng)和所述第2電源系統(tǒng)斷開的斷開狀態(tài)之間進(jìn)行切換。
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，在將所述開關(guān)切換至斷開狀態(tài)時，所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓設(shè)定為高于所述電氣負(fù)載的上限電壓，另一方面，將所述開關(guān)切換至接通狀態(tài)時，所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓設(shè)定為小于或等于所述電氣負(fù)載的上限電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛用電源裝置，其特征在于， 所述開關(guān)在車輛減速時被切換至斷開狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輛用電源裝置，其可以使交流發(fā)電機(jī)的再生量增大，提高車輛的燃料消耗性能。由交流發(fā)電機(jī)(18)和主電池(20)構(gòu)成第1電源系統(tǒng)(21)。由電氣設(shè)備(26)和副電池(22)構(gòu)成第2電源系統(tǒng)(27)。另外，在第1電源系統(tǒng)(21)和第2電源系統(tǒng)(27)之間設(shè)置開關(guān)(31)。在車輛減速時，開關(guān)被切換至斷開狀態(tài)，第1電源系統(tǒng)和第2電源系統(tǒng)被斷開。這樣，不對電氣設(shè)備施加過大的電壓，可提高交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓，增大再生量。這樣，因為在減速時可以充分對主電池充電，所以可以在加速時或恒速行駛時使交流發(fā)電機(jī)停止。另外，通過使交流發(fā)電機(jī)停止而減輕發(fā)動機(jī)的負(fù)載，可以提高車輛的燃料消耗性能。
文檔編號H01M10/42GK102161315SQ20111003664
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者佐藤豐, 小室正樹, 小野干夫 申請人:富士重工業(yè)株式會社