車輛用電源裝置制造方法
【專利摘要】車輛用電源裝置按照在未使用起動(dòng)裝置時(shí)對第1與第2電容器進(jìn)行充電的方式動(dòng)作，再有，在驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置之際，如果第1與第2電容器的合計(jì)電壓比既定合計(jì)電壓小，則控制電路將蓄電池的電力供給至起動(dòng)裝置。還有，在驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置之際，如果上述合計(jì)電壓為既定合計(jì)電壓以上，則在為車輛的使用開始時(shí)的情況下，按照由蓄電池與第1電容器來構(gòu)成并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路與第2電容器被串聯(lián)連接的方式動(dòng)作。此外，在驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置之際，如果合計(jì)電壓為既定合計(jì)電壓以上，則在為車輛的使用中的情況下，按照自起動(dòng)裝置將蓄電池切斷的方式動(dòng)作。該車輛用電源裝置在起動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)時(shí)可減輕蓄電池的負(fù)擔(dān)，延長蓄電池的壽命。
【專利說明】車輛用電源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有怠速停止(idling stop)功能的車輛中的車輛用電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，為了降低車輛的油耗而開發(fā)了具備怠速停止功能的車輛，該功能在等待信號(hào)等車輛停止之時(shí)停止引擎。
[0003]這種車輛中，在進(jìn)行引擎的重新啟動(dòng)之際，若以蓄電池的電力驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置等大容量負(fù)載，則蓄電池的端子電壓下降，會(huì)成為其他電氣設(shè)備動(dòng)作不良的原因。
[0004]圖6是用于彌補(bǔ)蓄電池的端子電壓的下降的、專利文獻(xiàn)I所記載的車輛用電源裝置501的電路圖。在車輛用電源裝置501中，蓄電池101連接DC / DC轉(zhuǎn)換器103。DC /DC轉(zhuǎn)換器103具備:將蓄電池101的端子電壓升壓的升壓電路105 ;以及被連接在蓄電池101的端子與升壓電路105的輸出端子之間的電容器107。通過將蓄電池101與電容器107串聯(lián)連接而產(chǎn)生電源電壓，因此DC / DC轉(zhuǎn)換器103通過對電容器107進(jìn)行充電來彌補(bǔ)蓄電池101的端子電壓的下降量。
[0005]在車輛用電源裝置501中，可利用電容器107來彌補(bǔ)蓄電池101的端子電壓的下降，電源電壓的穩(wěn)定化成為可能。但是，在將車輛用電源裝置501適用于怠速停止車的情況下，雖然電源電壓的穩(wěn)定化成為可能，但引擎重新啟動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置之際從蓄電池101開始流動(dòng)的電流并未改變，因此蓄電池101的負(fù)擔(dān)大。
[0006]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特許第3885771號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]車輛用電源裝置被構(gòu)成為被設(shè)置于搭載了引擎、起動(dòng)引擎的起動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置的蓄電池的車輛中。該車輛用電源裝置具備第I?第5開關(guān)、第I與第2電容器、半導(dǎo)體開關(guān)元件和控制電路。第I開關(guān)被構(gòu)成為與蓄電池的正極連接。第I電容器具有被構(gòu)成為經(jīng)由第I開關(guān)而與蓄電池的正極連接的正極、和與接地連接的負(fù)極。第2開關(guān)與第I電容器的正極連接。第2電容器具有正極、和經(jīng)由第2開關(guān)而與第I電容器的正極連接的負(fù)極。第3開關(guān)被連接在將第2開關(guān)與第2電容器的負(fù)極連接在一起的連接點(diǎn)和接地之間。第4開關(guān)與第2電容器的正極連接。第5開關(guān)被構(gòu)成為被連接在蓄電池的正極與起動(dòng)裝置之間。半導(dǎo)體開關(guān)元件被構(gòu)成為與第2電容器的正極連接且將蓄電池的正極與第2電容器的正極之間連接和斷開。第2電容器的正極被構(gòu)成為經(jīng)由第4開關(guān)而與起動(dòng)裝置連接?？刂齐娐芬匀缦路绞竭M(jìn)行動(dòng)作:控制第I?第5開關(guān)，使得在未驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置時(shí)對第I電容器與第2電容器進(jìn)行充電。再有，控制電路以如下方式進(jìn)行動(dòng)作:控制第I?第5開關(guān)，使得在驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置之際，如果第I電容器的正極與負(fù)極之間的電壓、即第I電容器電壓和第2電容器的正極與負(fù)極之間的電壓、即第2電容器電壓的合計(jì)電壓比既定合計(jì)電壓小，則將蓄電池的電力供給至起動(dòng)裝置。再有，控制電路以如下方式進(jìn)行動(dòng)作:控制第I?第5開關(guān)，使得在驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置之際，如果合計(jì)電壓為既定合計(jì)電壓以上，則在車輛的使用開始時(shí)的情況下由蓄電池與第I電容器來構(gòu)成并聯(lián)電路，并聯(lián)電路與第2電容器被串聯(lián)連接，來向起動(dòng)裝置供給電力。還有，控制電路以如下方式進(jìn)行動(dòng)作:控制第I?第5開關(guān)，使得在驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置之際，如果合計(jì)電壓為既定合計(jì)電壓以上，則在車輛使用中的情況下，從起動(dòng)裝置將蓄電池切斷，第I電容器與第2電容器被串聯(lián)連接，來向起動(dòng)裝置供給電力。
[0010]該車輛用電源裝置在起動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)時(shí)可減輕蓄電池的負(fù)擔(dān)，延長蓄電池的壽命O
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式中的車輛用電源裝置的方框電路圖。
[0012]圖2是表示實(shí)施方式中的車輛用電源裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0013]圖3是表示實(shí)施方式中的車輛用電源裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0014]圖4是表示實(shí)施方式中的車輛用電源裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0015]圖5是表示實(shí)施方式中的車輛用電源裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0016]圖6是現(xiàn)有的車輛用電源裝置的電路詳細(xì)構(gòu)成圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式中的車輛用電源裝置10的方框電路圖。圖1中，粗線表示電力系統(tǒng)布線、細(xì)線表示信號(hào)系統(tǒng)布線。再有，實(shí)施方式中的車輛IOC具有在車輛IOC停止時(shí)停止引擎IOB的怠速停止功能。車輛IOC搭載引擎10B、起動(dòng)引擎IOB的起動(dòng)裝置25和驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25的蓄電池11。車輛用電源裝置10被構(gòu)成為被設(shè)置于車輛10C。
[0018]車輛用電源裝置10具備:被連接至蓄電池11的正極IlA的開關(guān)13 ;具有經(jīng)由開關(guān)13而與蓄電池11連接的正極15A和被連接至接地IOA的負(fù)極15B的電容器15 ;被連接至電容器15的正極15A的開關(guān)17 ;具有經(jīng)由開關(guān)17而與電容器15的正極15A連接的負(fù)極19B的電容器19 ;被電連接在將開關(guān)17與電容器19的負(fù)極19B連接起來的連接點(diǎn)19C和接地IOA之間的開關(guān)21 ;被連接至電容器19的正極19A的開關(guān)23 ;構(gòu)成為被連接在蓄電池11的正極IlA與起動(dòng)裝置25之間的開關(guān)27 ;被連接至蓄電池11的正極IlA與電容器19的正極19A的半導(dǎo)體開關(guān)元件、即二極管35 ;以及與開關(guān)13、17、21、23、27電連接的控制電路29。電容器19的正極19A構(gòu)成為經(jīng)由開關(guān)23而與起動(dòng)裝置25連接。二極管35的陽極35B與蓄電池11的正極IlA連接，陰極35A與電容器19的正極19A連接。蓄電池11的負(fù)極IlB被連接至接地IOA0控制電路29控制開關(guān)13、17、21、23、27，以便在未使起動(dòng)裝置25動(dòng)作時(shí)對電容器15、19進(jìn)行充電。電壓檢測電路39對電容器19的正極19A與負(fù)極19B之間的電壓、即電容器電壓Vc2進(jìn)行檢測?？刂齐娐?9對作為電容器15的正極15A、負(fù)極15B間的電壓的電容器電壓VcljP電容器15的正極15A的電容器電壓Vcl進(jìn)行檢測?？刂齐娐?9控制開關(guān)13、17、21、23、27，以便在使起動(dòng)裝置25動(dòng)作之際，如果電容器電壓Vcl、Vc2的合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)比既定合計(jì)電壓Vck更低，則向起動(dòng)裝置25供給蓄電池11的電力?？刂齐娐?9控制開關(guān)13、17、21、23、27，以便在合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)為既定合計(jì)電壓Vck以上時(shí)，在開始使用車輛IOC的情況下由蓄電池11與電容器15構(gòu)成并聯(lián)電路并將該并聯(lián)電路與電容器19串聯(lián)連接。再有，控制電路29控制開關(guān)13、17、21、23、27，以便在合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)為既定合計(jì)電壓Vck以上時(shí)，在車輛IOC處于使用中的情況下，將蓄電池11自電容器15切斷，并僅將電容器15與電容器19串聯(lián)連接?？刂齐娐?9在每種狀態(tài)下僅從蓄電池11、或從電容器15、19的全部、或從電容器15、19向起動(dòng)裝置25供給電力。
[0019]由此，在車輛IOC開始使用時(shí)啟動(dòng)引擎IOB時(shí)、即冷啟動(dòng)時(shí)，控制電路29將電容器15與蓄電池11并聯(lián)連接來形成并聯(lián)電路，并將電容器19串聯(lián)連接于該并聯(lián)電路。因此，在起動(dòng)裝置25需要產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的冷啟動(dòng)時(shí)，比蓄電池11的電力更優(yōu)先地向起動(dòng)裝置25供給內(nèi)部電阻低的電容器15、19所蓄積的電力。故，從蓄電池11開始流動(dòng)的電流變小，可減輕蓄電池11的負(fù)擔(dān)。進(jìn)而，在使用中停止車輛IOC之際，在重新啟動(dòng)引擎IOB時(shí)，向起動(dòng)裝置25僅供給電容器15、19所蓄積的電力，并不向起動(dòng)裝置25供給蓄電池11的電力。因此，幾乎不會(huì)流過從蓄電池11向起動(dòng)裝置25的電流。在僅利用蓄電池11使起動(dòng)裝置25動(dòng)作的情況下，限于合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)比蓄電池11的電壓Vb更低時(shí)。根據(jù)這些內(nèi)容可知，可減輕蓄電池11的負(fù)擔(dān)并實(shí)現(xiàn)蓄電池11的長壽命化。
[0020]以下，更具體地對實(shí)施方式中的車輛用電源裝置10的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0021]首先，描述電力系統(tǒng)布線的詳細(xì)構(gòu)成。
[0022]車輛IOC所搭載的發(fā)電機(jī)31由引擎IOB驅(qū)動(dòng)來產(chǎn)生電力。再有，車輛IOC的制動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)31產(chǎn)生再生電力。通過電力系統(tǒng)布線，在發(fā)電機(jī)31上電連接有車用音頻設(shè)備等各種電氣設(shè)備組成的負(fù)載IOD和蓄電池11。蓄電池11是鉛蓄電池，蓄電池11的正極IlA與負(fù)極IlB間的開路電壓VbO為12V。蓄電池11的開路電壓VbO是負(fù)載未被連接于蓄電池11時(shí)的正極IlA與負(fù)極IlB之間的蓄電池電壓Vb。
[0023]蓄電池11的正極IlA經(jīng)由開關(guān)13而與電容器15的正極15A電連接。開關(guān)13能執(zhí)行可從外部接通斷開的接通斷開控制、和可將流動(dòng)的電流限制為規(guī)定值的電流限制控制，在實(shí)施方式中使用場效應(yīng)晶體管(以下、FET)。規(guī)定值可任意地設(shè)定。即，可根據(jù)來自外部的開關(guān)控制信號(hào)SWl控制開關(guān)13，進(jìn)行接通斷開，且可控制接通時(shí)流動(dòng)的電流。開關(guān)13并未限定于FET，也可以是能夠執(zhí)行接通斷開控制與電流限制控制的、例如將繼電器與電阻器組合在一起的構(gòu)成。
[0024]在實(shí)施方式中，電容器15由串聯(lián)連接的5個(gè)額定電壓為2.5V的雙電層電容器構(gòu)成。在實(shí)施方式中，額定電壓定義為:雙電層電容器的壽命為車輛IOC的壽命以上的充電電壓。在實(shí)施方式中，電容器15整體的額定充電電壓為12.5V。
[0025]再有，開關(guān)13串聯(lián)連接著電流傳感器33。電流傳感器33對開關(guān)13中流動(dòng)的電流Il進(jìn)行檢測且具有分流電阻器。另外，電流傳感器33根據(jù)該分流電阻器的兩端電壓輸出與電流Il成比例的電壓。再有，電流傳感器33并未限定為分流電阻器，也可以是霍爾元件等以磁方式進(jìn)行檢測的傳感器。
[0026]電容器15的正極15A經(jīng)由開關(guān)17而與電容器19的負(fù)極19B電連接。在此，開關(guān)17與開關(guān)13相同地由FET構(gòu)成。開關(guān)17與開關(guān)13同樣，通過來自外部的開關(guān)控制信號(hào)SW2來控制開關(guān)17，進(jìn)行接通斷開，且可控制接通時(shí)流動(dòng)的電流。再有，電容器19與電容器15同樣地由雙電層電容器構(gòu)成，但是由串聯(lián)連接的2個(gè)雙電層電容器構(gòu)成。由于雙電層電容器的額定電壓為2.5V，故電容器19的額定充電電壓為5V。[0027]在利用蓄電池11的電力對電容器15進(jìn)行了充電的情況下，蓄電池11的開路電壓VbO為12V，因此電容器電壓Vcl為12V。再有，如上所述，電容器19的額定充電電壓為5V。因此，將開關(guān)17接通了的情況下的電容器電壓Vcl與電容器電壓Vc2之和、即合計(jì)電壓(Vcl+Vc2 為 17V。
[0028]開關(guān)21被電連接在連接點(diǎn)19C與接地IOA之間，該連接點(diǎn)19C將開關(guān)17與電容器19的負(fù)極19B連接在一起。開關(guān)21也與開關(guān)13同樣，由來自外部的開關(guān)控制信號(hào)SW3控制而進(jìn)行接通斷開，且可控制接通時(shí)流動(dòng)的電流，并由FET構(gòu)成。
[0029]電容器19的正極19A經(jīng)由二極管35而與蓄電池11的正極IlA電連接。二極管35的陰極35A與電容器19的正極19A連接，陽極35B與蓄電池11的正極IlA連接。如上所述，直到額定電壓為止充電結(jié)束時(shí)，電容器電壓Vcl、Vc2的合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)變?yōu)?7V，因此比蓄電池11的正極IlA與負(fù)極IlB之間的電壓、即蓄電池電壓Vb還高。因此，二極管35防止電流從電容器15、19被串聯(lián)連接而形成的串聯(lián)電路向蓄電池11側(cè)逆流。
[0030]電流傳感器37與二極管35串聯(lián)連接。電流傳感器37具有與電流傳感器33相同的構(gòu)成。
[0031]電容器19的正極19A經(jīng)由開關(guān)23而電連接起動(dòng)裝置25的端25A。起動(dòng)裝置25的端25B被連接至接地10A。另外，開關(guān)23也與開關(guān)13同樣地由FET構(gòu)成。但是，開關(guān)23并不是用于對電容器15、19進(jìn)行充電，故無需限制流動(dòng)的電流。因此，開關(guān)23并未限定為FET等半導(dǎo)體開關(guān)元件，也可以是繼電器。
[0032]蓄電池11的正極IIA經(jīng)由開關(guān)27而電連接起動(dòng)裝置25的端25A。該路徑是用于僅利用蓄電池11的電力而非電容器15、19所蓄積的電力來驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25進(jìn)行動(dòng)作的電力路徑。另外，開關(guān)27也與開關(guān)13同樣地由FET構(gòu)成。但是，開關(guān)27也不是用于對電容器15、19進(jìn)行充電的，故無需限制流動(dòng)的電流，與開關(guān)23同樣地也可以是繼電器。
[0033]接著，描述信號(hào)系統(tǒng)布線的詳細(xì)構(gòu)成。
[0034]利用信號(hào)系統(tǒng)布線，將開關(guān)13、17、21、23、27與控制電路29電連接。在此，控制電路29由微機(jī)與存儲(chǔ)器等外圍電路構(gòu)成，承擔(dān)車輛IOC整體的控制。在圖1中，省略對實(shí)施方式中的車輛用電源裝置10進(jìn)行說明所需的信號(hào)系統(tǒng)布線以外的內(nèi)容。
[0035]控制電路29向開關(guān)13、17、21、23、27分別輸出開關(guān)控制信號(hào)SWl、Sff2, Sff3, Sff4,SW5，將開關(guān)13、17、21、23、27接通、斷開，以進(jìn)行接通斷開控制。
[0036]再有，控制電路29包括A / D轉(zhuǎn)換器，讀入以下描述的各種電壓。通過利用信號(hào)系統(tǒng)布線來連接蓄電池11的正極與控制電路29，從而控制電路29讀入蓄電池電壓Vb。通過利用信號(hào)系統(tǒng)布線來連接電流傳感器33的輸出與控制電路29，從而控制電路29讀入電流II。通過利用信號(hào)系統(tǒng)布線來連接電容器15的正極15A與控制電路29，從而控制電路29讀入電容器電壓Vcl。通過利用信號(hào)系統(tǒng)布線來連接電流傳感器37的輸出與控制電路29，從而控制電路29讀入電流12。利用電壓檢測電路39來檢測電容器19的正極19A、負(fù)極19B間的電壓、即電容器電壓Vc2。通過利用信號(hào)系統(tǒng)來連接布線電壓檢測電路39與控制電路29，從而控制電路29讀入電容器電壓Vc2。
[0037]再有，控制電路29通過信號(hào)系統(tǒng)布線也與起動(dòng)裝置25電連接，通過輸出起動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)信號(hào)ST來控制起動(dòng)裝置25的驅(qū)動(dòng)。具體是，在向起動(dòng)裝置25的端25A、25B施加電壓的狀態(tài)下，若控制電路29將起動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)信號(hào)ST向起動(dòng)裝置25輸出，則起動(dòng)裝置25被驅(qū)動(dòng)而動(dòng)作。即便在向起動(dòng)裝置25的端25A、25B施加了電壓的狀態(tài)下，若控制電路29未向起動(dòng)裝置25輸出起動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)信號(hào)ST，則起動(dòng)裝置25不會(huì)被驅(qū)動(dòng)，不會(huì)進(jìn)行動(dòng)作。如果不向起動(dòng)裝置25的端25A、25B施加電壓，則與起動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)信號(hào)ST無關(guān)，起動(dòng)裝置25不會(huì)被驅(qū)動(dòng)不進(jìn)行動(dòng)作。
[0038]接著，對車輛用電源裝置10的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0039]首先，對電容器15、19的充電動(dòng)作進(jìn)行說明。圖2是表示用于電容器15、19的充電的車輛用電源裝置10的動(dòng)作的流程圖，是從主程序分離出來控制電路29對電容器15、19進(jìn)行充電之際執(zhí)行的子程序。圖3是表示用于驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25并使之動(dòng)作的車輛用電源裝置10的動(dòng)作的流程圖，是表示用于驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25并使之動(dòng)作的子程序(subroutine)?？刂齐娐?9基于主程序，根據(jù)加速踏板開度等控制數(shù)據(jù)來控制引擎10B，以控制車輛IOC的行駛?？刂齐娐?9在執(zhí)行主程序時(shí)將開關(guān)13、17、21、23、27全部斷開。即，在圖2與圖3所示的流程圖中的開始時(shí)，開關(guān)13、17、21、23、27全部斷開。執(zhí)行圖2所示的子程序的具體情況是在開始使用車輛IOC的階段，例如車輛IOC被開鎖且打開了車門時(shí)。再有，在使用車輛IOC中的階段，例如是怠速停止結(jié)束后驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25時(shí)以外的情況。在實(shí)施方式中，由于無法預(yù)測接著何時(shí)開始怠速停止，故控制電路29在怠速停止結(jié)束后驅(qū)動(dòng)完起動(dòng)裝置25之后馬上執(zhí)行圖2所示的子程序，使得可僅利用電容器15、19所蓄積的電力可靠地驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25，而不是來自蓄電池11的電力。由此，可盡早地將電容器15、19充完電。
[0040]若執(zhí)行圖2的子程序，則控制電路29首先將起動(dòng)裝置標(biāo)記(starter flag)設(shè)為關(guān)閉(步驟Sll)。起動(dòng)裝置標(biāo)記在由插入程序(interruption subroutine)而產(chǎn)生了請求起動(dòng)裝置25的驅(qū)動(dòng)的起動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)請求的情況下變?yōu)殚_啟，并使用存儲(chǔ)器的一部分而構(gòu)成。在駕駛員啟動(dòng)引擎IOB時(shí)或怠速停止結(jié)束時(shí)執(zhí)行插入程序。該插入程序在將起動(dòng)裝置標(biāo)記置為開啟后，進(jìn)行僅返回到插入處的動(dòng)作。
[0041]控制電路29在步驟Sll中通過將起動(dòng)裝置標(biāo)記置為關(guān)閉，從而清除因上一次的插入變?yōu)殚_啟的起動(dòng)裝置標(biāo)記。
[0042]接著，控制電路29讀入電容器電壓Vcl、Vc2及蓄電池電壓Vb (步驟S13)。
[0043]接著，控制電路29對電容器電壓Vcl、Vc2之和、即合計(jì)電壓(=Vcl+Vc2)和蓄電池電壓Vb進(jìn)行比較(步驟S15)。如果合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)為蓄電池電壓Vb以上(步驟S15的否)，則由于電容器15、19中已經(jīng)蓄積有合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)為蓄電池電壓Vb以上的電力，故跳轉(zhuǎn)至步驟S23。
[0044]另一方面，如果合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)比蓄電池電壓Vb更低(步驟S15的是)，則電容器15、19所蓄的電力少。因而，控制電路29為了迅速地對電容器15、19進(jìn)行充電而將電容器15、19串聯(lián)連接后以既定電流I2k進(jìn)行充電。由此，因?yàn)殡娙萜?5、19的合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)與蓄電池電壓Vb之差變小，所以可減小開關(guān)17中的充電損耗。因此，由于相應(yīng)地可增大充電電流，故可縮短電容器15、19的充電期間。
[0045]以下，更具體地說明該動(dòng)作。
[0046]在步驟S15中，在合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)比蓄電池電壓Vb更低的的情況下(步驟S15的是)，控制電路29接下來判斷起動(dòng)裝置標(biāo)記的狀態(tài)(步驟S17)。由于起動(dòng)裝置標(biāo)記因插入而變?yōu)殚_啟，故在圖2的子程序的執(zhí)行中，無法預(yù)測何時(shí)變?yōu)殚_啟。因而，在圖2的子程序中控制電路29適宜地監(jiān)視起動(dòng)裝置標(biāo)記的狀態(tài)。[0047]如果起動(dòng)裝置標(biāo)記為開啟(步驟S17的是)，則控制電路29為了驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25并啟動(dòng)引擎10B，向圖3所示的步驟S41跳轉(zhuǎn)。
[0048]另一方面，如果起動(dòng)裝置標(biāo)記為關(guān)閉(步驟S17的否)，則控制電路29將開關(guān)13、
21、23、27斷開(步驟S19)。即，控制電路29進(jìn)行準(zhǔn)備，通過將開關(guān)13、21斷開而串聯(lián)連接電容器15、19。由于起動(dòng)裝置標(biāo)記關(guān)閉(步驟S17的否)，故起動(dòng)裝置25未被驅(qū)動(dòng)。因此，控制電路29將開關(guān)23、27斷開。
[0049]接著，控制電路29利用電流傳感器37來讀入電流12，以電流12成為既定電流I2k的方式將開關(guān)17接通且在構(gòu)成開關(guān)17的FET的能動(dòng)區(qū)域(active region)進(jìn)行控制(步驟S21)。即，通過使構(gòu)成開關(guān)17的FET的柵極電壓可變，從而以既定電流I2k對電容器15、19的串聯(lián)電路進(jìn)行恒流充電。在此，既定電流I2k作為以不會(huì)對蓄電池11造成負(fù)擔(dān)的程度、即不會(huì)較大地影響蓄電池11的壽命的程度，盡可能快地對電容器15、19進(jìn)行充電的電流值，而被預(yù)先決定并被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中。另外，既定電流12k除了對蓄電池11造成負(fù)擔(dān)以外，也根據(jù)電容器15、19串聯(lián)的合成電容、在開關(guān)17中流動(dòng)的電流的上限值、充電容許時(shí)間等而改變，因此根據(jù)車輛用電源裝置10的規(guī)格，適宜地決定。
[0050]在步驟S21中若開始恒流控制，則以后控制電路29重復(fù)步驟S13、S15、S17、S19、S21的動(dòng)作，持續(xù)串聯(lián)連接的電容器15、19的充電，直到電容器電壓Vcl、Vc2的合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)達(dá)到蓄電池電壓Vb為止。[0051]在步驟S15中，在合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)為蓄電池電壓Vb以上的情況下(步驟S15的否)，控制電路29將開關(guān)13、17、21、23、27全部斷開(步驟S23)。由此，在對電容器15、19進(jìn)行了充電的情況下，暫時(shí)停止充電。
[0052]接著，控制電路29判斷起動(dòng)裝置標(biāo)記的狀態(tài)(步驟S25)。該動(dòng)作與上述的步驟S17相同。如果在步驟S25中起動(dòng)裝置標(biāo)記是開啟的(步驟S25的是)，則向圖3所示的步驟S41跳轉(zhuǎn)。另一方面，如果在步驟S25中起動(dòng)裝置標(biāo)記是關(guān)閉的(步驟S25的否)，則控制電路29以使利用電流傳感器33讀入的電流Il成為既定電流Ilk的方式，在構(gòu)成開關(guān)13的FET的能動(dòng)區(qū)域進(jìn)行控制來限制電流，同時(shí)按照電流12成為既定電流I2k的方式，在構(gòu)成開關(guān)21的FET的能動(dòng)區(qū)域進(jìn)行控制來限制電流(步驟S29)。由于在步驟S23中開關(guān)17是斷開的，故控制電路29在步驟S29中控制開關(guān)13、21，將電容器15與電容器19并聯(lián)連接，且分別以既定電流Ilk、I2k對電容器15、19充電。在此，與步驟S21中的既定電流I2k同樣地決定既定電流Ilk。因此，在步驟S29中既定電流Ilk、I2k為相同的值。
[0053]另外，雖然在步驟S29中也按照電流12成為步驟S21中的既定電流I2k的方式控制開關(guān)21，但在蓄電池電壓Vb與電容器電壓Vc2之差大的情況下，若以既定電流12k對電容器19進(jìn)行充電，則開關(guān)21中的損耗增大。因此，也可以定義比既定電流I2k小的既定電流13k。即，控制電路29也可以控制開關(guān)21，使得在蓄電池電壓Vb與電容器電壓Vc2之差比規(guī)定值大的情況下電流12變?yōu)榧榷娏鱅3k，在蓄電池電壓Vb與電容器電壓Vc2之差為規(guī)定值以下的情況下電流12變?yōu)榧榷娏鱅2k。進(jìn)而，在步驟S29中雖然既定電流Ilk、I2k為相同的值，但尤其是只要對蓄電池11造成的負(fù)擔(dān)不增加，也可以是不同的值。根據(jù)車輛用電源裝置10的規(guī)格，適宜地決定既定電流Ilk、I2k、I3k。
[0054]如上所述，控制電路29如下這樣對電容器15、19進(jìn)行充電。即，控制電路29在對電容器15、19進(jìn)行充電之際控制開關(guān)13、17、21、23、27，使得如果合計(jì)電壓￥(:1+￥02)比蓄電池電壓Vb更低，則在合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)達(dá)到蓄電池電壓Vb之前串聯(lián)連接電容器15、19。具體是，此時(shí)控制電路29將開關(guān)13、21、23、27斷開而將開關(guān)17接通，以控制開關(guān)17中流動(dòng)的電流。
[0055]如果在將電容器15、19串聯(lián)連接的狀態(tài)下對電容器15、19進(jìn)行充電，合計(jì)電壓Vcl+Vc2)變?yōu)樾铍姵仉妷篤b以上，則控制電路29按照電容器15、19被并聯(lián)地電連接的方式控制開關(guān)13、17、21、23、27。具體是，此時(shí)控制電路29將開關(guān)17、23、27斷開而將開關(guān)13、21接通，以對開關(guān)13、21中流動(dòng)的電流進(jìn)行控制。
[0056]由此，通過將電容器15、19串聯(lián)連接來進(jìn)行充電，從而合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)與蓄電池電壓Vb之差變小。因此，可增大充電電流，能夠縮短合計(jì)電壓Vcl+Vc2)達(dá)到蓄電池電壓Vb為止的期間，作為整體而言可縮短充電期間。
[0057]在步驟S29中，通過以既定電流Ilk對電容器15進(jìn)行充電并以既定電流I2k對電容器19進(jìn)行充電，從而電容器15、19被充電至額定充電電壓。由于在對電容器15、19進(jìn)行充電的期間內(nèi)起動(dòng)裝置標(biāo)記也有可能變?yōu)殚_啟，故控制電路29在步驟S29之后也對起動(dòng)裝置標(biāo)記的狀態(tài)進(jìn)行判斷(步驟S31)。如果在步驟S31中起動(dòng)裝置標(biāo)記為開啟，則向圖3所示的步驟S41跳轉(zhuǎn)。另一方面，在步驟S31中如果起動(dòng)裝置標(biāo)記是關(guān)閉的(步驟S31的否)，則控制電路29為了判斷充電結(jié)束而首先讀入電容器電壓Vc2(步驟S33)，對電容器電壓Vc2與既定電壓Vc2k進(jìn)行比較(步驟S35)。在此，既定電壓Vc2k是電容器19的額定充電電壓、即5V。在步驟35中如果電容器電壓Vc2為既定電壓Vc2k( = 5V)以下(步驟S35的否)，則在步驟S31中控制電路29 —邊以既定電流Ilk、I2k對電容器15、19進(jìn)行充電，一邊判斷起動(dòng)裝置標(biāo)記的狀態(tài)。
[0058]另一方面，在步驟S35中如果電容器電壓Vc2比既定電壓Vc2k更高(步驟S35的是)，則電容器19的充電結(jié)束，因此控制電路29將開關(guān)13、21斷開(步驟S37)。由此，電容器15、19的充電停止。
[0059]然后，控制電路29對起動(dòng)裝置標(biāo)記的狀態(tài)進(jìn)行判斷(步驟S39)，如果起動(dòng)裝置標(biāo)記并不是開啟的(步驟S39的否)，則結(jié)束圖2所示的子程序后返回主程序。另外，由于控制電路29在主程序中也與步驟S39同樣地對起動(dòng)裝置標(biāo)記的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，故即便在充電結(jié)束且圖2所示的子程序結(jié)束之后，如果起動(dòng)裝置標(biāo)記變?yōu)殚_啟，控制電路29也會(huì)執(zhí)行圖3所示的子程序。
[0060]另一方面，如果在步驟S39中起動(dòng)裝置標(biāo)記是開啟的(步驟S39的是)，則控制電路29跳轉(zhuǎn)至圖3所示的步驟S41。
[0061]在圖2所示的步驟S35，根據(jù)電容器19的充電結(jié)束，基于以下的理由，電容器15的充電也結(jié)束。
[0062]在步驟S15中合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)比蓄電池電壓Vb低的情況下，控制電路29將電容器15、19串聯(lián)連接后進(jìn)行充電。結(jié)果，在合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)已達(dá)到蓄電池電壓Vb( =12V)時(shí)，被串聯(lián)連接著的合計(jì)7個(gè)雙電層電容器的每I個(gè)的電壓約1.7V(= 12V / 7)。電容器15由5個(gè)雙電層電容器構(gòu)成、電容器19由2個(gè)雙電層電容器構(gòu)成，因此利用串聯(lián)連接的充電(以下稱為串聯(lián)充電)后，電容器電壓Vcl變?yōu)?.5V，電容器電壓Vc2變?yōu)?.4V。
[0063]如上所述，雖然電容器電壓Vcl的額定充電電壓為12.5V( = 2.5VX5)，但由于蓄電池電壓Vb為12V，故與蓄電池11并聯(lián)連接的電容器15最大也只能充電至電容器電壓Vc I變?yōu)樾铍姵仉妷篤b為止。將電容器電壓Vcl的最高電壓稱為既定電壓Vclk( = Vb = 12V)。因此，串聯(lián)充電至電容器電壓Vcl變?yōu)殡娙萜?5的額定充電電壓后的電容器15中，之后還需要3.5V( = 12V-8.5V = AVI)的充電。同樣地，由于電容器19的既定電壓Vc2k為5V，故串聯(lián)充電至變?yōu)殡娙萜?9的額定充電電壓后還需要1.6V的(=5V-3.4V = AV2)的充電。
[0064]因此，在構(gòu)成電容器15、19的合計(jì)7個(gè)雙電層電容器各自具有相同的電容C的情況下，對電容器15進(jìn)行充電所需要的電荷量Ql為Ql = AVlXC / 5。在此，由于AVl =
3.5V，故Q1 = 0.7*C。同樣地，對電容器19進(jìn)行充電所需要的電荷量Q2為Q2 = AV2XC /2 = 0.8.C。這樣，電容器19的電荷量Q2要比電容器15的電荷量Ql大。
[0065]在此，如上所述由于將既定電流Ilk、I2k設(shè)定為相等，故電容器19與電容器15相t匕，到充電結(jié)束為止的期間增長。因此，在實(shí)施方式的車輛用電源裝置10中，在電容器19的充電結(jié)束時(shí)，電容器15的充電已經(jīng)結(jié)束。
[0066]由此可知，在圖2所示的子程序中，控制電路29通過僅對電容器19的充電結(jié)束進(jìn)行判斷，從而可判斷出電容器15、19的電容器電壓Vcl、Vc2雙方達(dá)到額定充電電壓。
[0067]這樣，在電容器19要比電容器15在充電結(jié)束上花費(fèi)時(shí)間的情況下，以實(shí)施方式的上述動(dòng)作可判斷電容器15、19的充電結(jié)束。根據(jù)規(guī)格的不同，也有時(shí)電容器15要比電容器19在充電結(jié)束上花費(fèi)時(shí)間。該情況下，需要監(jiān)視電容器15的電容器電壓Vcl來對充電結(jié)束進(jìn)行判斷，并且監(jiān)視電容器電壓Vc2，以使不會(huì)對電容器19施加過電壓。
[0068]進(jìn)而，在電容器15、19的哪一方先充電結(jié)束根據(jù)狀況而變化的情況下，控制電路29監(jiān)視電容器電壓Vcl、Vc2雙方并對電容器15、19的充電結(jié)束進(jìn)行判斷。而且，如果電容器15、19的一個(gè)電容器充電結(jié)束，則控制電路29停止對該電容器進(jìn)行充電而繼續(xù)另一電容器的充電。
[0069]接著，使用圖3對使起動(dòng)裝置25驅(qū)動(dòng)動(dòng)作時(shí)的車輛用電源裝置10的動(dòng)作進(jìn)行說明。在因上述的插入程序而使起動(dòng)裝置標(biāo)記變?yōu)殚_啟的情況下，控制電路29從主程序調(diào)用圖3的流程圖，或從圖2的子程序跳轉(zhuǎn)執(zhí)行。
[0070]在圖3所示的流程圖中，首先控制電路29讀入電容器電壓Vcl、Vc2(步驟S41)。
[0071]接著，控制電路29對合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)與既定合計(jì)電壓Vck進(jìn)行比較(步驟S43)。在此，既定合計(jì)電壓Vck指的是電容器15、19雙方結(jié)束充電時(shí)的合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)，在實(shí)施方式中如上所述為17V( = 12V+5V)。
[0072]在合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)比既定合計(jì)電壓Vck低的的情況下(步驟S43的是)，由于電容器15、19的充電未結(jié)束，故有可能無法以電容器15、19所蓄積的電力充分地驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25。在步驟S43中如果合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)比既定合計(jì)電壓Vck低(步驟S43的是)，則控制電路29首先將開關(guān)13、17、21、23全部斷開(步驟S45)，然后僅將開關(guān)27接通(步驟S47)。由此，并不從電容器15、19向起動(dòng)裝置25供給電力，而是僅供給蓄電池11的電力來驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25 (步驟S59)。
[0073]另一方面，在步驟S43中如果合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)為既定合計(jì)電壓Vck以上(步驟S43的否)，則控制電路29判斷本次的起動(dòng)裝置25的驅(qū)動(dòng)是否在開始使用車輛IOC時(shí)、即冷啟動(dòng)時(shí)(步驟S49)。在步驟S49中如果不是車輛IOC的冷啟動(dòng)(步驟S49的否)，則車輛IOC在使用中，引擎IOB已經(jīng)被啟動(dòng)后，因怠速停止而停止的狀態(tài)。因此，引擎IOB或被安裝于引擎IOB的附屬設(shè)備類(各種液壓泵、空調(diào)的壓縮機(jī)等)被暖機(jī)(warmed up)，引擎IOB重新啟動(dòng)所需的起動(dòng)裝置25的轉(zhuǎn)矩只要比冷啟動(dòng)時(shí)小就足夠了。因此，可利用將電容器15、19串聯(lián)連接而構(gòu)成的串聯(lián)電路來驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25。
[0074]通過利用將電容器15、19串聯(lián)連接而構(gòu)成的串聯(lián)電路來驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25，從而電流幾乎不會(huì)從蓄電池11流向起動(dòng)裝置25，因此可實(shí)現(xiàn)蓄電池電壓Vb的穩(wěn)定化。結(jié)果，即便驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25，也能降低負(fù)載IOD的動(dòng)作變得不穩(wěn)定的可能性。
[0075]因而，在步驟S49中如果不是車輛IOC的冷啟動(dòng)(步驟S49的否)，則控制電路29將開關(guān)13、21、27斷開(步驟S51)，然后將開關(guān)17、23接通(步驟S53)。由此，電容器15、19在被串聯(lián)連接的狀態(tài)下與起動(dòng)裝置25連接。在此，開關(guān)13、27斷開。進(jìn)而，在步驟S43中由于合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)為既定合計(jì)電壓Vck(= 17V)以上(步驟S43的否)，故比蓄電池電壓Vb(= 12V)高，二極管35是斷開的。故，蓄電池11與起動(dòng)裝置25切斷分離，僅相互串聯(lián)連接的電容器15、19與起動(dòng)裝置25的端25A連接。由此，向起動(dòng)裝置25僅供給由串聯(lián)連接的電容器15、19構(gòu)成的串聯(lián)電路所蓄積的電力。然后，在步驟S59中利用由串聯(lián)連接的電容器15、19構(gòu)成的串聯(lián)電路所蓄積的電力，驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25并使之動(dòng)作。
[0076]另一方面，在步驟S49中如果車輛IOC為冷啟動(dòng)(步驟S49的是)，則引擎IOB或附屬設(shè)備類冷卻，用于驅(qū)動(dòng)這些設(shè)備的起動(dòng)裝置25的轉(zhuǎn)矩與被暖機(jī)的情況相比增大。
[0077]為了驅(qū)動(dòng)需要輸出大轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)裝置25，在步驟S49中如果車輛IOC是冷啟動(dòng)(步驟S49的是)，則控制電路29將開關(guān)21、27斷開(步驟S55)。然后，將開關(guān)13、17、23接通(步驟S57)。由此，蓄電池11與電容器15通過開關(guān)13而相互并聯(lián)地連接，形成并聯(lián)電路。由于開關(guān)17接通且開關(guān)21斷開，故由相互并聯(lián)連接的蓄電池11與電容器15構(gòu)成的并聯(lián)電路上串聯(lián)地連接電容器19。由于開關(guān)23接通且開關(guān)27斷開，故蓄電池11與電容器15的并聯(lián)電路經(jīng)由電容器19而和起動(dòng)裝置25相連接。由此，向起動(dòng)裝置25供給蓄電池11的電力與電容器15、19所蓄積的電力。因此，由于從蓄電池11、電容器15、19向需要大轉(zhuǎn)矩的冷啟動(dòng)時(shí)的起動(dòng)裝置25供給大的電力，故可充分地驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25。
[0078]控制電路29通過將起動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)信號(hào)ST向起動(dòng)裝置25輸出來驅(qū)動(dòng)控制起動(dòng)裝置25 (步驟S59)。由此，根據(jù)電容器15、19的充電狀態(tài)或車輛IOC是否為冷啟動(dòng)的條件，可從最佳的電力源供給電力來驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25。只在合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)比既定合計(jì)電壓Vck小的情況下(步驟S43的是)僅以蓄電池11的電力來驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25，除此以外的情況下、即合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)為既定合計(jì)電壓Vck以上的情況下(步驟S43的否)，將電容器15、19的電力與蓄電池11的電力一起驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25，可減輕蓄電池11的負(fù)擔(dān)。尤其是，在不利用蓄電池11的電力而僅利用電容器15、19的電力來驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25的情況下，由于幾乎不使用蓄電池11的電力，故蓄電池11的負(fù)擔(dān)減輕效果大。再有，在由相互并聯(lián)連接的蓄電池11與電容器15構(gòu)成的并聯(lián)電路上串聯(lián)地連接著電容器19的情況下，由于比蓄電池11優(yōu)先地供給來自內(nèi)部電阻小于蓄電池11的電容器15的電力，故可降低從蓄電池11流動(dòng)的電流。從該觀點(diǎn)來說，也可減輕蓄電池11的負(fù)擔(dān)，因此實(shí)現(xiàn)蓄電池11的長壽命化成為可能。
[0079]在起動(dòng)裝置25被驅(qū)動(dòng)且啟動(dòng)了引擎IOB后，由于無需向起動(dòng)裝置25供給電力，故控制電路29將開關(guān)13、17、21、23、27斷開(步驟S61)，結(jié)束圖3的子程序后返回主程序。
[0080]另外，主程序在結(jié)束了圖3的子程序后為了立即對電容器15、19進(jìn)行充電而再度執(zhí)行圖2的子程序。通過重復(fù)這種動(dòng)作，從而即便進(jìn)行怠速停止，也能減輕蓄電池11的負(fù)擔(dān)。
[0081]此外，在實(shí)施方式中，若圖3的子程序結(jié)束，則立即執(zhí)行圖2的子程序，對電容器15、19進(jìn)行充電，但并未限定為這種動(dòng)作，只要在不使用起動(dòng)裝置25時(shí)對電容器15、19進(jìn)行充電即可。例如，控制電路29也可以控制開關(guān)13、17、21、23、27，以便在車輛IOC的減速時(shí)將發(fā)電機(jī)31產(chǎn)生的再生電力向電容器15、19充電。具體是，控制電路29在感測到車輛IOC的減速引起的再生電力的產(chǎn)生時(shí)，執(zhí)行圖2的子程序。由此，實(shí)現(xiàn)再生電力的有效活用，與怠速停止一起實(shí)現(xiàn)車輛IOC的燃油效率提高。
[0082]但是，在產(chǎn)生再生電力的情況下，發(fā)電機(jī)31產(chǎn)生14.5V這樣的比12V高的電壓。因此，在電容器15、19被串聯(lián)連接的情況下雖然雙電層電容器不會(huì)達(dá)到過電壓，但之后在將電容器15、19相互并聯(lián)連接進(jìn)行充電的情況下，尤其為了電容器15不會(huì)達(dá)到過電壓，控制電路29需要監(jiān)視電容器電壓Vcl。未限于再生電力產(chǎn)生時(shí)，在將發(fā)電機(jī)31的電力充電至電容器15、19之際都需要監(jiān)視過電壓。
[0083]接著，對車輛IOC的使用結(jié)束時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行描述。圖4是表示車輛IOC的使用結(jié)束時(shí)的車輛用電源裝置10的動(dòng)作的流程圖。
[0084]駕駛員將點(diǎn)火開關(guān)斷開而結(jié)束了車輛IOC的使用時(shí)，控制電路29執(zhí)行圖4所示的流程圖。即便在圖4所示的流程圖中，開始時(shí)開關(guān)13、17、21、23、27也是全部斷開的。在車輛IOC的使用結(jié)束時(shí)，首先控制電路29讀入電容器電壓Vcl、Vc2與蓄電池電壓Vb (步驟S91)，對合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)與蓄電池電壓Vb進(jìn)行比較(步驟S92)。在步驟S92中如果合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)比蓄電池電壓Vb高(步驟S92的是)，則控制電路29按照將電容器15、19所蓄積的電力充電至蓄電池11的方式控制開關(guān)13、17、21、23、27。具體是，在步驟S92中如果合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)比蓄電池電壓Vb高(步驟S92的是)，則控制電路29將開關(guān)
13、21斷開(步驟S93)，然后將開關(guān)17、23、27接通(步驟S94)。將開關(guān)17、23、27接通時(shí)，雖然向起動(dòng)裝置25的端25A、25B間施加電壓，但車輛IOC的使用結(jié)束時(shí)控制電路29并未輸出起動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)信號(hào)ST，因此起動(dòng)裝置25未被驅(qū)動(dòng)而不會(huì)動(dòng)作。通過這種控制，電容器
15、19所蓄積的電力經(jīng)由開關(guān)23、27而被供給至蓄電池11，可對蓄電池11進(jìn)行充電?？刂齐娐?9在步驟S91中讀入電容器電壓Vcl、Vc2與蓄電池電壓Vb，在步驟S92中對合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)與蓄電池電壓Vb進(jìn)行比較。這樣重復(fù)步驟S91?S94并對蓄電池11進(jìn)行充電，合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)下降，在步驟S92中如果合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)為蓄電池電壓Vb以下(步驟S92的否)，則控制電路29將全部開關(guān)13、17、21、23、27斷開(步驟S95)，停止從電容器15、19向蓄電池11的電力供給。然后，返回至主程序，結(jié)束車輛IOC的控制。
[0085]車輛IOC的使用結(jié)束時(shí)，在步驟S91中控制電路29讀入電容器電壓Vcl、Vc2與蓄電池電壓Vb。在步驟S92中如果合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)為蓄電池電壓Vb以下(步驟S92的否)，則控制電路29將全部開關(guān)13、17、21、23、27斷開(步驟S95)，返回至主程序，修了車輛IOC的控制。
[0086]通過這種控制，車輛用電源裝置10不會(huì)因自放電無端地消耗電容器15、19所蓄積的電力，而可蓄積于蓄電池11。進(jìn)而，由于可降低電容器15、19的電容器電壓Vcl、Vc2,故兩者的長壽命化也成為可能。同時(shí)，由于向蓄電池11施加電容器15、19的合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)，故可將蓄電池電壓Vb維持得較高，蓄電池11的長壽命化也成為可能。[0087]另外，在為合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)與蓄電池電壓Vb之差大的規(guī)格的情況下，若進(jìn)行上述控制，則有可能流動(dòng)大電流。在這種規(guī)格中，取代二極管35，只要具備其他半導(dǎo)體開關(guān)元件、例如FET即可。此時(shí)，F(xiàn)ET的寄生二極管的方向按照與二極管35的方向相同的方式連接FET。而且，按照電流12不會(huì)超過規(guī)定電流的方式在能動(dòng)區(qū)域?qū)ET進(jìn)行電流控制。該情況下，將開關(guān)23、27斷開。
[0088]通過以上的構(gòu)成、動(dòng)作，車輛用電源裝置10利用電容器15、19來抑制僅以蓄電池11驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25的頻度，并且可減小從蓄電池11開始流動(dòng)的電流。因此，可實(shí)現(xiàn)能夠使蓄電池11長壽的車輛用電源裝置10。
[0089]另外，在實(shí)施方式中，控制電路29在對電容器15、19進(jìn)行充電之際，如果合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)比蓄電池電壓Vb低，則將電容器15、19串聯(lián)連接后進(jìn)行充電，如果合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)為蓄電池電壓Vb以上，則將電容器15、19并聯(lián)地電連接后進(jìn)行充電。并未限定為這種控制，如果合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)比蓄電池電壓Vb低，則也可以從最初開始就將電容器15、19并聯(lián)地電連接后進(jìn)行充電。但是，該情況下控制電路29需要進(jìn)行監(jiān)視，使得電容器15、19的電容器電壓Vcl、Vc2雙方不會(huì)成為過電壓。
[0090]再有，為了避免蓄電池11或電容器15的短路，實(shí)施方式中的、開關(guān)13、17、21、23、27的接通、斷開的順序需要如圖2與圖3的流程圖所示出的那樣。
[0091]還有，在實(shí)施方式中，車輛IOC的使用結(jié)束后如果合計(jì)電壓(Vcl+Vc2)比蓄電池電壓Vb大，則控制電路29將電容器15、19所蓄積的電力充電至蓄電池11。并未限定為這種動(dòng)作，例如在電容器15、19的電容大且不輕易地放電的情況下，車輛用電源裝置10為了實(shí)現(xiàn)電容器15、19的長壽命化,也可以具備使電容器15、19放電的放電電路。
[0092]圖5是表示實(shí)施方式中的車輛用電源裝置10的怠速停止中的動(dòng)作的流程圖。
[0093]在車輛用電源裝置10中，控制電路29在車輛IOC的怠速停止中按照如果電容器電壓Vcl比蓄電池電壓Vb高就對電容器15進(jìn)行放電的方式控制開關(guān)13，對電容器15進(jìn)行放電，只要電容器電壓Vcl達(dá)到蓄電池電壓Vb，就將開關(guān)13接通。
[0094]由此，即便在怠速停止中因車輛IOC的負(fù)載IOD開始動(dòng)作而產(chǎn)生瞬時(shí)的突入電流，由于開關(guān)13被控制為對電容器15進(jìn)行放電或接通，故上述突入電流從蓄電池11與電容器15雙方開始流動(dòng)。因此，由于可抑制從蓄電池11開始流動(dòng)的電流，故可相應(yīng)地減輕蓄電池11的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)長壽命化。
[0095]以下，參照圖1?圖5更具體地說明車輛用電源裝置10的上述動(dòng)作。其中，圖5的流程圖是在怠速停止時(shí)從內(nèi)置于控制電路29的微機(jī)的主程序執(zhí)行的子程序。
[0096]若車輛IOC停止而開始怠速停止，則控制電路29從主程序移行至圖5的子程序，執(zhí)行圖5的子程序。在該時(shí)刻由于開始怠速停止，故起動(dòng)裝置25不動(dòng)作。因此，通過圖2所示的步驟S23、S37，全部的開關(guān)13、17、21、23、27為斷開的狀態(tài)。
[0097]再有，由于進(jìn)行電容器15、19的充電，因此在怠速停止未被進(jìn)行的情況下執(zhí)行圖2的子程序。因此，一定得在圖2的子程序結(jié)束后執(zhí)行圖5的子程序。
[0098]若執(zhí)行圖5的子程序，則控制電路29首先讀入電容器電壓Vcl與蓄電池電壓Vb (步驟 S71)。
[0099]接著，控制電路29對電容器電壓Vcl與蓄電池電壓Vb進(jìn)行比較(步驟S73)。在步驟S73中如果電容器電壓Vcl比蓄電池電壓Vb高(步驟S73的是)，則在該狀態(tài)下為了將電容器15放電而接通開關(guān)13時(shí)，起因于電容器電壓Vcl與蓄電池電壓Vb之差，突入電流從電容器15流向蓄電池11。由此，過電流在開關(guān)13中流動(dòng)，變成過升溫，對開關(guān)13的負(fù)擔(dān)有可能增加。在實(shí)施方式涉及的車輛電源裝置10中，在步驟S73中如果電容器電壓Vcl比蓄電池電壓Vb高(步驟S73的是)，則控制電路29使電容器15放電。具體是，在步驟S73中如果電容器電壓VcI比蓄電池電壓Vb高(步驟S73的是)，則控制電路29按照電流傳感器33中流動(dòng)的電流Il成為既定電流Ilk的方式控制開關(guān)13(步驟S75)。由此，既定電流Ilk從電容器15開始流動(dòng)，電容器15被放電。S卩，控制電路29按照電容器15進(jìn)行恒流放電的方式，對開關(guān)13進(jìn)行控制。結(jié)果，可不會(huì)對開關(guān)13造成負(fù)擔(dān)地將電容器15放電。
[0100]從電容器15被放電的電流被供給至蓄電池11或負(fù)載10D。這樣，在怠速停止中如果電容器電壓Vcl比蓄電池電壓Vb高,貝U從電容器15向負(fù)載IOD供給電力。
[0101]在車輛用電源裝置10中，將步驟S75中的來自電容器15的放電電流作為實(shí)施方式中的既定電流Ilk而進(jìn)行恒流放電。未限于此，也可以將比既定電流Ilk大的電流值或比其小的電流值作為既定值，來決定步驟S75中的放電電流。在將放電電流設(shè)為比既定電流Ilk大的電流值的情況下，雖然可提早將電容器15放電，但由于開關(guān)13中流動(dòng)的電流Il增大，故需要選擇與此對應(yīng)的開關(guān)13。另一方面，在將放電電流設(shè)為比既定電流Ilk小的電流值的情況下，雖然可減輕對開關(guān)13造成的負(fù)擔(dān)，但放電期間增加。因此，只要基于需要的放電期間或開關(guān)13的特性而預(yù)先決定放電電流即可。
[0102]再有，來自電容器15的放電電流雖然是恒流，但并未限定于此。即，由于只要是恒流放電，開關(guān)13中流動(dòng)的電流就是恒定的，故可抑制其負(fù)擔(dān)，但如果電容器電壓VcI與蓄電池電壓Vb之差大，則放電期間增長，如果差小、則放電期間縮短。如果該放電期間的差與怠速停止的平均期間相比小到可以忽視，則無關(guān)乎電容器電壓Vcl與蓄電池電壓Vb之差，只要對電容器15進(jìn)行恒流放電即可。但是，在電容器15的電容大且放電期間產(chǎn)生較大的差的情況下，有可能無法進(jìn)行后述的放電結(jié)束后的動(dòng)作。因而，在想要使放電期間恒定的情況下，控制電路29例如也可以按照根據(jù)電容器電壓Vcl與蓄電池電壓Vb之差來改變放電電流的方式進(jìn)行控制。
[0103]接著，控制電路29對起動(dòng)裝置標(biāo)記的狀態(tài)進(jìn)行判斷(步驟S77)。如果在步驟S77中起動(dòng)裝置標(biāo)記并不是開啟的(步驟S77的否)，則控制電路29在步驟S73中電容器電壓Vcl變?yōu)樾铍姵仉妷篤b以下之前控制電路29重復(fù)執(zhí)行步驟S71、S73、S75、S77的動(dòng)作。
[0104]另一方面，在步驟S77中起動(dòng)裝置標(biāo)記如果是開啟的(步驟S77的是)，則控制電路29為了使起動(dòng)裝置25動(dòng)作而向圖3所示的子程序跳轉(zhuǎn)。另外，在該時(shí)刻若起動(dòng)裝置標(biāo)記變?yōu)殚_啟，則在對電容器15進(jìn)行放電的期間內(nèi)使起動(dòng)裝置25動(dòng)作。由于怠速停止后的驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25時(shí)的動(dòng)作成為圖3的步驟S45以后、或步驟S51以后，故開關(guān)13兩個(gè)情況下都斷開。因此，在起動(dòng)裝置25的驅(qū)動(dòng)時(shí)，通過圖3的子程序的執(zhí)行，從電容器15向蓄電池11的放電停止。
[0105]在此，在圖5所示的步驟S73中如果電容器電壓Vcl為蓄電池電壓Vb以下(步驟S73的否)，則是通過電容器15的放電，電容器電壓Vcl已達(dá)到蓄電池電壓Vb的狀態(tài)。因此，由于電容器電壓Vcl與蓄電池電壓Vb的差幾乎不存在，故即便將開關(guān)13接通，也幾乎不會(huì)流動(dòng)突入電流。因此，控制電路29將開關(guān)13接通(步驟S79)。由此，怠速停止開始后，將蓄電池11與電容器15并聯(lián)連接。[0106]這樣，在怠速停止中，負(fù)載IOD連接蓄電池11與電容器15的并聯(lián)電路。此時(shí)，若負(fù)載IOD開始動(dòng)作，則瞬時(shí)的突入電流向負(fù)載IOD流動(dòng)。結(jié)果，蓄電池電壓Vb與電容器電壓Vcl暫時(shí)性地引起與蓄電池11及電容器15的內(nèi)部電阻相應(yīng)的電壓降。但是，由于從蓄電池11與電容器15雙方向負(fù)載IOD供給電力，故由突入電流引起的電壓降的幅度與僅從蓄電池11向負(fù)載IOD供給電力的情況相比有所降低。因此，可抑制從蓄電池11出來的電流。結(jié)果，蓄電池11的負(fù)擔(dān)被減輕，實(shí)現(xiàn)長壽命化成為可能。
[0107]通過降低上述的電壓降的幅度，從而實(shí)現(xiàn)怠速停止中的向負(fù)載IOD供給的電壓的穩(wěn)定化也成為可能。
[0108]然后,控制電路29對起動(dòng)裝置標(biāo)記的狀態(tài)進(jìn)行判斷(步驟S81),如果起動(dòng)裝置標(biāo)記為關(guān)閉(步驟S81的否)，則等待至S81中起動(dòng)裝置標(biāo)記變?yōu)殚_啟為止。在步驟S81中若起動(dòng)裝置標(biāo)記變?yōu)殚_啟(步驟S81的是)，則為了驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25而跳轉(zhuǎn)至圖3的子程序的步驟S41。該情況下，也與步驟S77的是的狀態(tài)同樣，由于在圖3所示的步驟S45或步驟S51中開關(guān)13變成斷開，故在驅(qū)動(dòng)起動(dòng)裝置25時(shí)，蓄電池11與電容器15的并聯(lián)連接被開路。
[0109]此外，在步驟S81中否的情況下，雖然待機(jī)至起動(dòng)裝置標(biāo)記變?yōu)殚_啟為止，但在該狀態(tài)下如果駕駛員將點(diǎn)火開關(guān)斷開，則控制電路29使圖5的動(dòng)作強(qiáng)制性地結(jié)束。
[0110]通過以上的構(gòu)成、動(dòng)作，在怠速停止中將蓄電池11與電容器15并聯(lián)連接，由此可抑制伴隨于負(fù)載IOD的變動(dòng)而從蓄電池11出來的電流。因此，可實(shí)現(xiàn)能減輕蓄電池11的負(fù)擔(dān)且能夠?qū)崿F(xiàn)長壽命化的車輛用電源裝置10。
[0111]另外，在實(shí)施方式中，雖然電容器15、19使用了雙電層電容器，但并未限定于此，也可以使用電化學(xué)電容器等其他大電容電容器。
[0112]-工業(yè)實(shí)用性-
[0113]本發(fā)明涉及的車輛用電源裝置可減輕蓄電池的負(fù)擔(dān)且可延長其壽命，因此尤其是作為帶怠速停止功能的車輛中的車輛用電源裝置等來說是有用的。
[0114]-符號(hào)說明-
[0115]10 車輛用電源裝置
[0116]11 蓄電池
[0117]13 開關(guān)(第I開關(guān))
[0118]15 電容器(第I電容器)
[0119]17 開關(guān)(第2開關(guān))
[0120]19 電容器(第2電容器)
[0121]19C 連接點(diǎn)
[0122]21 開關(guān)(第3開關(guān))
[0123]23 開關(guān)(第4開關(guān))
[0124]25 起動(dòng)裝置
[0125]27 開關(guān)(第5開關(guān))
[0126]29 控制電路
[0127]35 二極管(半導(dǎo)體開關(guān)元件)。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛用電源裝置，其被構(gòu)成為設(shè)置于車輛中，該車輛搭載有:引擎；起動(dòng)所述引擎的起動(dòng)裝置；和驅(qū)動(dòng)所述起動(dòng)裝置的蓄電池，所述車輛用電源裝置具備: 第I開關(guān)，其被構(gòu)成為與所述蓄電池的正極連接； 第I電容器，其具有被構(gòu)成為經(jīng)由所述第I開關(guān)與所述蓄電池的所述正極連接的正極、和與接地連接的負(fù)極； 第2開關(guān)，其與所述第I電容器的所述正極連接； 第2電容器，其具有正極、及經(jīng)由所述第2開關(guān)與所述第I電容器的所述正極連接且在連接點(diǎn)與所述第2開關(guān)連接的負(fù)極； 第3開關(guān)，其被連接在所述連接點(diǎn)與所述接地之間，該連接點(diǎn)是連接了所述第2開關(guān)與所述第2電容器的所述負(fù)極的連接點(diǎn)， 第4開關(guān)，其與所述第2電容器的所述正極連接； 第5開關(guān)，其被構(gòu)成為連接在所述蓄電池的所述正極與所述起動(dòng)裝置之間； 半導(dǎo)體開關(guān)元件，其被構(gòu)成為與所述第2電容器的所述正極連接，將所述蓄電池的所述正極與所述第2電容器的所述正極之間連接和斷開；以及 控制電路，其對所述第I開關(guān)、所述第2開關(guān)、所述第3開關(guān)、所述第4開關(guān)與所述第5開關(guān)進(jìn)行控制， 所述第2電容器的所述正極被構(gòu)成為經(jīng)由所述第4開關(guān)而與所述起動(dòng)裝置連接， 所述控制電路以如下方式進(jìn)行動(dòng)作: 控制所述第I開關(guān)、所述第2開關(guān)、所述第3開關(guān)、所述第4開關(guān)與所述第5開關(guān)，使得在未驅(qū)動(dòng)所述起動(dòng)裝置時(shí)對所述第`I電容器與所述第2電容器進(jìn)行充電， 控制所述第I開關(guān)、所述第2開關(guān)、所述第3開關(guān)、所述第4開關(guān)與所述第5開關(guān)，使得在驅(qū)動(dòng)所述起動(dòng)裝置之際，如果第I電容器電壓與第2電容器電壓的合計(jì)電壓比既定合計(jì)電壓小，則將所述蓄電池的電力向所述起動(dòng)裝置供給，其中所述第I電容器電壓是所述第I電容器的所述正極與所述負(fù)極之間的電壓，所述第2電容器電壓是所述第2電容器的所述正極與所述負(fù)極之間的電壓， 控制所述第I開關(guān)、所述第2開關(guān)、所述第3開關(guān)、所述第4開關(guān)與所述第5開關(guān)，使得在驅(qū)動(dòng)所述起動(dòng)裝置之際，如果所述合計(jì)電壓為所述既定合計(jì)電壓以上，則在所述車輛的使用開始時(shí)的情況下由所述蓄電池與所述第I電容器構(gòu)成并聯(lián)電路，所述并聯(lián)電路與所述第2電容器被串聯(lián)連接，來向所述起動(dòng)裝置供給電力， 控制所述第I開關(guān)、所述第2開關(guān)、所述第3開關(guān)、所述第4開關(guān)與所述第5開關(guān)，使得在驅(qū)動(dòng)所述起動(dòng)裝置之際，如果所述合計(jì)電壓為所述既定合計(jì)電壓以上，則在所述車輛的使用中的情況下自所述起動(dòng)裝置將所述蓄電池切斷，所述第I電容器與所述第2電容器被串聯(lián)連接，來向所述起動(dòng)裝置供給電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源裝置，其中， 所述控制電路以如下方式進(jìn)行動(dòng)作: 控制所述第I開關(guān)、所述第2開關(guān)、所述第3開關(guān)、所述第4開關(guān)與所述第5開關(guān)，使得將所述車輛的減速時(shí)產(chǎn)生的再生電力充電至所述第I電容器與所述第2電容器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源裝置，其中， 所述控制電路以如下方式進(jìn)行動(dòng)作:控制所述第I開關(guān)、所述第2開關(guān)、第3開關(guān)、所述第4開關(guān)與所述第5開關(guān)，使得在對所述第I電容器與所述第2電容器進(jìn)行充電之際，如果所述合計(jì)電壓比作為所述蓄電池的電壓的蓄電池電壓低，則在所述合計(jì)電壓達(dá)到所述蓄電池電壓為止，所述第I電容器與所述第2電容器被串聯(lián)連接， 控制所述第I開關(guān)、所述第2開關(guān)、所述第3開關(guān)、所述第4開關(guān)與所述第5開關(guān)，使得在對所述第I電容器與所述第2電容器進(jìn)行充電之際，如果所述合計(jì)電壓為所述蓄電池電壓以上，則所述第I電容器與所述第2電容器被并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源裝置，其中， 所述控制電路以如下方式進(jìn)行動(dòng)作: 控制所述第I開關(guān)、所述第2開關(guān)、所述第3開關(guān)、所述第4開關(guān)與所述第5開關(guān)，使得在所述車輛的使用結(jié)束時(shí)，如果所述合計(jì)電壓比蓄電池電壓高，則將所述第I電容器與所述第2電容器的電力充電至所述蓄電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源裝置，其中， 所述半導(dǎo)體開關(guān)元件是具有被構(gòu)成為與所述蓄電池的所述正極連接的陽極、和與所述第2電容器的所述正極連接的陰極的二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源裝置，其中， 所述控制電路以如下方式進(jìn)行動(dòng)作: 控制所述第I開關(guān)，使得在所述車輛的怠速停止中，如果所述第I電容器電壓比所述蓄電池電壓高，則對所述第I電容器進(jìn)行放電， 在所述車輛的怠速停止中，如果所述第I電容器電壓為所述蓄電池電壓，則將所述第I開關(guān)接通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛用電源裝置，其中， 所述控制電路以如下方式進(jìn)行動(dòng)作: 控制所述第I開關(guān)，使得在所述車輛的怠速停止中，如果所述第I電容器電壓比所述蓄電池電壓高，則對所述第I電容器進(jìn)行恒流放電。
【文檔編號(hào)】H02J7/14GK103718419SQ201280036299
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月22日
【發(fā)明者】垣內(nèi)公康, 渡邊久純, 我妻真人 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社