JP5964215B2 - Charge / discharge control circuit, power supply device for vehicle, and failure determination method - Google Patents

Charge / discharge control circuit, power supply device for vehicle, and failure determination method Download PDF

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Description

本発明は、キャパシタ及びバッテリの充放電を制御する充放電制御回路、車両用電源装置及び故障判定方法に関する。   The present invention relates to a charge / discharge control circuit for controlling charge / discharge of a capacitor and a battery, a vehicle power supply device, and a failure determination method.

自動車等の車両において、交差点等で走行を停止した時にエンジンのアイドル運転を停止させるアイドルストップ機能を搭載したものがある。   Some vehicles, such as automobiles, are equipped with an idle stop function that stops idle operation of an engine when traveling is stopped at an intersection or the like.

このようなアイドルストップ機能を実現するシステムの一例として、エネルギー回収形のアイドルストップシステムがある。このシステムは、電気二重層キャパシタなどのキャパシタと、バッテリと、キャパシタ及びバッテリの充放電を制御する充放電制御回路とを備えた車両用電源装置を備える。   An example of a system that realizes such an idle stop function is an energy recovery type idle stop system. The system includes a vehicle power supply device including a capacitor such as an electric double layer capacitor, a battery, and a charge / discharge control circuit that controls charge / discharge of the capacitor and the battery.

このシステムでは、車両の走行中やブレーキが踏まれた時などに発電機で発生する電力などを用いてキャパシタを充電する。そして、アイドルストップ中に、運転者がアクセルを踏んだ場合などの所定の再始動条件が成立した場合、バッテリの電力ではなくキャパシタの電力を用いてスタータを動作させ、これによりエンジンを再始動させる。このようなシステムでは、エンジンの再始動時にバッテリの電圧が低下することがないため、バッテリと電装品負荷との間に昇圧回路を設ける必要がない。   In this system, the capacitor is charged using the electric power generated by the generator when the vehicle is running or when the brake is depressed. When a predetermined restart condition such as when the driver steps on the accelerator during idle stop is satisfied, the starter is operated using the power of the capacitor instead of the power of the battery, thereby restarting the engine. . In such a system, since the voltage of the battery does not decrease when the engine is restarted, it is not necessary to provide a booster circuit between the battery and the electrical component load.

このアイドルストップシステムに類似した装置として、特許文献1に記載のものも知られている。   As an apparatus similar to this idle stop system, the apparatus described in Patent Document 1 is also known.

特開2011−190735号公報JP 2011-190735 A

ところで、上記アイドルストップシステムにおいて、キャパシタの両端子が接地に接続されるショート故障が起こる可能性がある。キャパシタがショート故障した状態でアイドルストップを行ってしまうと、その後再始動条件が成立してもキャパシタからスタータに電力を供給できないため、エンジンを再始動できない。そのため、キャパシタのショート故障の有無を判定して、ショート故障している場合に、例えばアイドルストップが行われないように制御する必要がある。ショート故障時には、キャパシタの電圧が接地電圧に近づく。   By the way, in the idle stop system, there is a possibility that a short circuit failure occurs in which both terminals of the capacitor are connected to the ground. If the idle stop is performed in a state where the capacitor is short-circuited, the engine cannot be restarted because power cannot be supplied from the capacitor to the starter even if the restart condition is subsequently satisfied. For this reason, it is necessary to determine whether or not there is a short circuit failure of the capacitor, and to perform control so that, for example, an idle stop is not performed when a short circuit failure occurs. When a short circuit failure occurs, the capacitor voltage approaches the ground voltage.

しかしながら、単にキャパシタの電圧が接地電圧に近い場合にショート故障が生じていると判定するだけでは、車両の組み立て直後などのキャパシタが充電されていない状態でもキャパシタの電圧は接地電圧に近いため、キャパシタの接続が正常な場合にも故障判定されてしまう可能性がある。即ち、キャパシタのショート故障の有無を正確に判定できないという問題がある。   However, simply determining that a short-circuit failure has occurred when the capacitor voltage is close to the ground voltage, the capacitor voltage is close to the ground voltage even when the capacitor is not charged, such as immediately after the vehicle is assembled. Even if the connection is normal, there is a possibility that a failure is determined. That is, there is a problem that the presence or absence of a short circuit failure of the capacitor cannot be accurately determined.

そこで、本発明は、キャパシタのショート故障の有無を正確に判定できる充放電制御回路、車両用電源装置および故障判定方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a charge / discharge control circuit, a vehicle power supply device, and a failure determination method that can accurately determine whether or not a short circuit failure has occurred in a capacitor.

本発明の一態様に係る充放電制御回路は、
キャパシタとスタータが接続される第1端子と、充放電可能なバッテリと発電部が接続される第2端子とを有し、前記キャパシタ及び前記バッテリの充放電を制御する充放電制御回路であって、
前記スタータは、前記第1端子から供給された電力を用いてエンジンを始動し、
前記発電部は、前記エンジンの回転により発電して、発電された電力に応じた電力を前記第2端子に出力し、
前記第1端子のキャパシタ電圧を昇圧又は降圧して前記第2端子に出力する放電状態と、前記第2端子のバッテリ電圧を昇圧又は降圧して前記第1端子に出力する充電状態と、を切り替え可能な電源回路と、
前記キャパシタ電圧及び前記バッテリ電圧を検出する検出部と、
充電モードになった時、前記電源回路を前記充電状態に切り替えて、前記キャパシタの充電を開始して前記キャパシタ電圧が目標電圧に近づくように前記電源回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
(A)前記キャパシタ電圧が第1の規定電圧以下であり、
(B)前記キャパシタの充電開始から規定時間以上経過し、且つ、
(C)前記バッテリ電圧が前記第1の規定電圧より高い第2の規定電圧以上である場合に、前記キャパシタのショート故障が生じていると判定する
ことを特徴とする。
A charge / discharge control circuit according to one embodiment of the present invention includes:
A charge / discharge control circuit that has a first terminal to which a capacitor and a starter are connected, a second terminal to which a chargeable / dischargeable battery and a power generation unit are connected, and controls charge / discharge of the capacitor and the battery. ,
The starter starts the engine using the electric power supplied from the first terminal,
The power generation unit generates power by rotation of the engine, and outputs power corresponding to the generated power to the second terminal,
Switching between a discharging state in which the capacitor voltage at the first terminal is boosted or lowered and output to the second terminal and a charging state in which the battery voltage at the second terminal is boosted or lowered and output to the first terminal are switched. Possible power circuit,
A detection unit for detecting the capacitor voltage and the battery voltage;
A control unit that switches the power supply circuit to the charged state when the charging mode is entered, starts charging the capacitor, and controls the power supply circuit so that the capacitor voltage approaches a target voltage; and
The controller is
(A) the capacitor voltage is equal to or lower than a first specified voltage;
(B) A specified time or more has elapsed from the start of charging of the capacitor, and
(C) When the battery voltage is equal to or higher than a second specified voltage higher than the first specified voltage, it is determined that a short circuit failure of the capacitor has occurred.

また、前記充放電制御回路において、
前記キャパシタがショート故障しておらず、且つ、前記バッテリ電圧が前記第2の規定電圧以上である場合には、充電開始から前記規定時間後に前記キャパシタ電圧が前記第1の規定電圧を超えるよう、前記規定時間、前記第1の規定電圧および前記第2の規定電圧は設定されていても良い。
In the charge / discharge control circuit,
When the capacitor is not short-circuited and the battery voltage is equal to or higher than the second specified voltage, the capacitor voltage exceeds the first specified voltage after the specified time from the start of charging. The specified time, the first specified voltage, and the second specified voltage may be set.

本発明の一態様に係る車両用電源装置は、
キャパシタと、
充放電可能なバッテリと、
前記キャパシタが接続された第1端子と、前記バッテリが接続された第2端子とを有し、前記キャパシタ及び前記バッテリの充放電を制御する充放電制御回路と、
前記第1端子から供給された電力を用いてエンジンを始動するスタータと、
前記エンジンの回転により発電して、発電された電力に応じた電力を前記第2端子に出力する発電部と、を備え、
前記充放電制御回路は、
前記第1端子のキャパシタ電圧を昇圧又は降圧して前記第2端子に出力する放電状態と、前記第2端子のバッテリ電圧を昇圧又は降圧して前記第1端子に出力する充電状態と、を切り替え可能な電源回路と、
前記キャパシタ電圧及び前記バッテリ電圧を検出する検出部と、
充電モードになった時、前記電源回路を前記充電状態に切り替えて、前記キャパシタの充電を開始して前記キャパシタ電圧が目標電圧に近づくように前記電源回路を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
(A)前記キャパシタ電圧が第1の規定電圧以下であり、
(B)前記キャパシタの充電開始から規定時間以上経過し、且つ、
(C)前記バッテリ電圧が前記第1の規定電圧より高い第2の規定電圧以上である場合に、前記キャパシタのショート故障が生じていると判定する
ことを特徴とする。
A power supply device for a vehicle according to an aspect of the present invention includes:
A capacitor;
A chargeable / dischargeable battery;
A charge / discharge control circuit which has a first terminal to which the capacitor is connected and a second terminal to which the battery is connected, and which controls charge / discharge of the capacitor and the battery;
A starter for starting the engine using the electric power supplied from the first terminal;
A power generation unit that generates electric power by rotating the engine and outputs electric power corresponding to the generated electric power to the second terminal,
The charge / discharge control circuit includes:
Switching between a discharging state in which the capacitor voltage at the first terminal is boosted or lowered and output to the second terminal and a charging state in which the battery voltage at the second terminal is boosted or lowered and output to the first terminal are switched. Possible power circuit,
A detection unit for detecting the capacitor voltage and the battery voltage;
A control unit that controls the power supply circuit so that the capacitor voltage approaches a target voltage by switching the power supply circuit to the charging state when charging mode is started and charging of the capacitor is started;
The controller is
(A) the capacitor voltage is equal to or lower than a first specified voltage;
(B) A specified time or more has elapsed from the start of charging of the capacitor, and
(C) When the battery voltage is equal to or higher than a second specified voltage higher than the first specified voltage, it is determined that a short circuit failure of the capacitor has occurred.

本発明の一態様に係る故障判定方法は、
キャパシタとスタータが接続される第1端子と、充放電可能なバッテリと発電部が接続される第2端子とを有し、前記キャパシタ及び前記バッテリの充放電を制御する充放電制御回路であって、前記スタータは、前記第1端子から供給された電力を用いてエンジンを始動し、前記発電部は、前記エンジンの回転により発電して、発電された電力に応じた電力を前記第2端子に出力し、前記第1端子のキャパシタ電圧を昇圧又は降圧して前記第2端子に出力する放電状態と、前記第2端子のバッテリ電圧を昇圧又は降圧して前記第1端子に出力する充電状態と、を切り替え可能な電源回路と、前記キャパシタ電圧及び前記バッテリ電圧を検出する検出部と、充電モードになった時、前記電源回路を前記充電状態に切り替えて、前記キャパシタの充電を開始して前記キャパシタ電圧が目標電圧に近づくように前記電源回路を制御する制御部と、を備える充放電制御回路における故障判定方法において、
(A)前記キャパシタ電圧が第1の規定電圧以下であり、
(B)前記キャパシタの充電開始から規定時間以上経過し、且つ、
(C)前記バッテリ電圧が前記第1の規定電圧より高い第2の規定電圧以上である場合に、前記キャパシタのショート故障が生じていると判定する
ことを特徴とする。
A failure determination method according to an aspect of the present invention includes:
A charge / discharge control circuit that has a first terminal to which a capacitor and a starter are connected, a second terminal to which a chargeable / dischargeable battery and a power generation unit are connected, and controls charge / discharge of the capacitor and the battery. The starter starts the engine using the power supplied from the first terminal, and the power generation unit generates power by rotation of the engine, and supplies the power corresponding to the generated power to the second terminal. A discharging state in which the capacitor voltage of the first terminal is boosted or stepped down and output to the second terminal; and a charging state in which the battery voltage of the second terminal is stepped up or stepped down and output to the first terminal; , A detection unit that detects the capacitor voltage and the battery voltage, and when in a charging mode, the power supply circuit is switched to the charging state, In failure determination method in a charging and discharging control circuit comprising the capacitor voltage to start electric and a control unit for controlling the power supply circuit so as to approach the target voltage, and
(A) the capacitor voltage is equal to or lower than a first specified voltage;
(B) A specified time or more has elapsed from the start of charging of the capacitor, and
(C) When the battery voltage is equal to or higher than a second specified voltage higher than the first specified voltage, it is determined that a short circuit failure of the capacitor has occurred.

本発明によれば、(A)キャパシタ電圧が第1の規定電圧以下であり、(B)キャパシタの充電開始から規定時間以上経過し、且つ、(C)バッテリ電圧が第1の規定電圧より高い第2の規定電圧以上である場合に、キャパシタがショート故障していると判定するようにしている。   According to the present invention, (A) the capacitor voltage is less than or equal to the first specified voltage, (B) more than a specified time has elapsed since the start of charging the capacitor, and (C) the battery voltage is higher than the first specified voltage. When the voltage is equal to or higher than the second specified voltage, it is determined that the capacitor is short-circuited.

よって、キャパシタがショート故障しておらず、且つ、バッテリ電圧が第2の規定電圧以上である場合にはキャパシタの充電開始から規定時間後にキャパシタ電圧が第1の規定電圧を超えるよう設定しておくことで、キャパシタがショート故障していないと共に充電開始直後には充電されていない場合には、条件(A)及び(B)を満たさないため、ショート故障を誤判定しないようにできる。   Therefore, when the capacitor is not short-circuited and the battery voltage is equal to or higher than the second specified voltage, the capacitor voltage is set to exceed the first specified voltage after a specified time from the start of charging the capacitor. Thus, when the capacitor is not short-circuited and is not charged immediately after the start of charging, the conditions (A) and (B) are not satisfied, so that a short-circuit failure can be prevented from being erroneously determined.

さらに、バッテリ電圧が第2の規定電圧未満でありキャパシタを十分に充電できない場合に、条件(C)を満たさないため、ショート故障を誤判定しないようにできる。   Furthermore, since the condition (C) is not satisfied when the battery voltage is less than the second specified voltage and the capacitor cannot be sufficiently charged, it is possible to prevent erroneous determination of a short circuit failure.

従って、キャパシタのショート故障の有無を正確に判定できる。その上、既存の回路に特別な回路を追加することなく、制御部による演算によってショート故障の有無を判定できる。   Accordingly, it is possible to accurately determine the presence or absence of a capacitor short-circuit failure. In addition, it is possible to determine the presence or absence of a short fault by calculation by the control unit without adding a special circuit to the existing circuit.

本発明の一実施形態に係る車両用電源装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the vehicle power supply device which concerns on one Embodiment of this invention.

以下に、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。この実施形態は、本発明を限定するものではない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment does not limit the present invention.

図1は、本発明の一実施形態に係る車両用電源装置100の構成を示すブロック図である。この車両用電源装置100は、自動車等の車両に搭載されるエネルギー回収形のアイドルストップシステムに用いられる。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle power supply device 100 according to an embodiment of the present invention. This vehicle power supply device 100 is used in an energy recovery type idle stop system mounted on a vehicle such as an automobile.

図1に示すように、車両用電源装置100は、充放電制御回路10と、キャパシタCと、充放電可能なバッテリBと、スタータ20と、発電部(ACG)30と、を備える。   As shown in FIG. 1, the vehicle power supply device 100 includes a charge / discharge control circuit 10, a capacitor C, a chargeable / dischargeable battery B, a starter 20, and a power generation unit (ACG) 30.

充放電制御回路10は、キャパシタCとスタータ20の一端が接続される第1端子T1と、バッテリBと発電部30と電装品負荷300の一端が接続される第2端子T2とを有し、キャパシタC及びバッテリBの充放電を制御する。   The charge / discharge control circuit 10 includes a first terminal T1 to which one end of the capacitor C and the starter 20 is connected, and a second terminal T2 to which one end of the battery B, the power generation unit 30, and the electrical component load 300 is connected. The charging / discharging of the capacitor C and the battery B is controlled.

キャパシタCは、例えば、電気二重層キャパシタであり、エンジン200を始動可能な容量を有している。キャパシタCは、バッテリBと比較して、充電と放電の反応が早く、また大電流での充放電が行える。
バッテリBは、例えば、鉛バッテリなどの二次電池である。
The capacitor C is, for example, an electric double layer capacitor and has a capacity capable of starting the engine 200. Capacitor C has a faster charging and discharging reaction than battery B, and can be charged and discharged with a large current.
The battery B is a secondary battery such as a lead battery, for example.

スタータ20は、電動モータを含み、充放電制御回路10の第1端子T1から供給された電力を用いてエンジン200を始動する。アイドルストップ中に、運転者がアクセルを踏んだ場合などの所定の再始動条件が成立した場合、スタータ20は、キャパシタCの電力を用いてエンジン200を再始動させる。   The starter 20 includes an electric motor, and starts the engine 200 using electric power supplied from the first terminal T1 of the charge / discharge control circuit 10. When a predetermined restart condition is satisfied such as when the driver steps on the accelerator during the idle stop, the starter 20 restarts the engine 200 using the electric power of the capacitor C.

発電部30は、車両の走行中やブレーキが踏まれた時などにエンジン200の回転により発電して、発電された交流電力に応じた直流電力を充放電制御回路10の第2端子T2に出力する。具体的には、発電部30は、発電された交流電力を直流電力に変換してから出力する。   The power generation unit 30 generates power by rotation of the engine 200 when the vehicle is running or when a brake is depressed, and outputs DC power corresponding to the generated AC power to the second terminal T2 of the charge / discharge control circuit 10. To do. Specifically, the power generation unit 30 converts the generated AC power into DC power and outputs the DC power.

電装品負荷300は、例えば、車両に設けられたオーディオ装置やナビゲーション装置などの各種負荷である。   The electrical component load 300 is various loads such as an audio device and a navigation device provided in the vehicle, for example.

キャパシタC、スタータ20、バッテリB、発電部30及び電装品負荷300のそれぞれの他端は、接地されている。   The other ends of the capacitor C, the starter 20, the battery B, the power generation unit 30, and the electrical component load 300 are grounded.

充放電制御回路10について、より詳細に説明する。充放電制御回路10は、双方向昇降圧電源(電源回路)11と、検出部12と、制御部13と、を有する。   The charge / discharge control circuit 10 will be described in more detail. The charge / discharge control circuit 10 includes a bidirectional step-up / down power supply (power supply circuit) 11, a detection unit 12, and a control unit 13.

双方向昇降圧電源11は、第1端子T1のキャパシタ電圧Vcを昇圧又は降圧して第2端子T2に出力する放電状態と、第2端子T2のバッテリ電圧Vbを昇圧又は降圧して第1端子T1に出力する充電状態と、を切り替え可能である。   The bidirectional buck-boost power supply 11 boosts or steps down the capacitor voltage Vc at the first terminal T1 and outputs it to the second terminal T2, and boosts or steps down the battery voltage Vb at the second terminal T2. The state of charge output at T1 can be switched.

検出部12は、第1端子T1のキャパシタ電圧Vcと、第2端子T2のバッテリ電圧Vbとを検出する。   The detection unit 12 detects the capacitor voltage Vc at the first terminal T1 and the battery voltage Vb at the second terminal T2.

制御部13は、CPUなどのデジタル回路で構成され、外部からの信号に基づいて双方向昇降圧電源11を制御する。制御部13は、充電モードになった時、即ち、外部から充電指示が入力された場合又は外部からの信号に基づいて充電すべきと自ら判断した場合に、双方向昇降圧電源11を充電状態に切り替えて、キャパシタCの充電を開始して、キャパシタ電圧Vcが目標電圧Viに近づくように双方向昇降圧電源11を制御する。目標電圧Viは、外部から制御部13に直接入力されてもよく、外部からの信号に基づいて制御部13が設定してもよい。   The control unit 13 is composed of a digital circuit such as a CPU, and controls the bidirectional step-up / down power supply 11 based on an external signal. When the control unit 13 enters the charging mode, that is, when a charging instruction is input from the outside or when it is determined that charging should be performed based on a signal from the outside, the bidirectional step-up / down power supply 11 is charged. To start charging of the capacitor C and control the bidirectional buck-boost power supply 11 so that the capacitor voltage Vc approaches the target voltage Vi. The target voltage Vi may be directly input to the control unit 13 from the outside, or may be set by the control unit 13 based on a signal from the outside.

なお、制御部13は、外部からの各種信号に応じてキャパシタC及びバッテリBの充放電に関する他の制御も行うが、本実施形態におけるキャパシタCのショート故障の有無の判定とは直接的に関連しないため、説明は省略する。   Note that the control unit 13 also performs other control related to charging / discharging of the capacitor C and the battery B according to various external signals, but is directly related to the determination of the presence or absence of the short-circuit failure of the capacitor C in the present embodiment. The explanation is omitted.

制御部13は、キャパシタCのショート故障の有無を判定する。キャパシタCのショート故障が生じている場合、第1端子T1と接地との間が電気的に短絡されている。   The control unit 13 determines whether or not there is a short circuit failure of the capacitor C. When a short circuit failure of the capacitor C occurs, the first terminal T1 and the ground are electrically short-circuited.

具体的には、制御部13は、(A)キャパシタ電圧Vcが第1の規定電圧以下であり、(B)キャパシタCの充電開始から規定時間以上経過し、且つ、(C)バッテリ電圧Vbが第1の規定電圧より高い第2の規定電圧以上である場合、即ち3つの条件(A)〜(C)が満たされた場合に、キャパシタCのショート故障が生じていると判定する。   Specifically, the control unit 13 determines that (A) the capacitor voltage Vc is equal to or lower than the first specified voltage, (B) a specified time or more has elapsed from the start of charging of the capacitor C, and (C) the battery voltage Vb is When the voltage is equal to or higher than the second specified voltage higher than the first specified voltage, that is, when the three conditions (A) to (C) are satisfied, it is determined that the short-circuit failure of the capacitor C has occurred.

これら規定時間、第1の規定電圧および第2の規定電圧は、以下に説明するようにして予め設定され、制御部13内の記憶部(図示せず)に予め記憶されている。   The specified time, the first specified voltage, and the second specified voltage are set in advance as described below and stored in advance in a storage unit (not shown) in the control unit 13.

キャパシタCがショート故障しておらず、且つ、バッテリ電圧Vbが第2の規定電圧以上である場合には、キャパシタ電圧Vcの充電開始時の値に拘らず、充電開始から規定時間後にキャパシタ電圧Vcが第1の規定電圧を超えるよう、規定時間、第1の規定電圧および第2の規定電圧は設定されている。   When the capacitor C is not short-circuited and the battery voltage Vb is equal to or higher than the second specified voltage, the capacitor voltage Vc is set after a specified time from the start of charging regardless of the value at the start of charging of the capacitor voltage Vc. The specified time, the first specified voltage, and the second specified voltage are set such that exceeds the first specified voltage.

これにより、キャパシタCがショート故障していないと共に充電開始時に充電されていない場合には、条件(A)及び(B)を満たさないため、ショート故障を誤判定しないようにできる。つまり、車両の組み立て直後などのキャパシタCが充電されていない状態であっても、ショート故障を誤判定しないようにできる。   Accordingly, when the capacitor C is not short-circuited and is not charged at the start of charging, the conditions (A) and (B) are not satisfied, and therefore it is possible to prevent the short-circuit failure from being erroneously determined. That is, even when the capacitor C is not charged, such as immediately after the vehicle is assembled, it is possible to prevent erroneous determination of a short circuit failure.

さらに、バッテリ電圧Vbが第2の規定電圧未満でありキャパシタCを十分に充電できない場合に、条件(C)を満たさないため、ショート故障を誤判定しないようにできる。つまり、キャパシタCがショート故障しておらず、単にバッテリ電圧Vbが第2の規定電圧未満であるために条件(A),(B)を満たしてしまっても、ショート故障を誤判定しない。   Furthermore, since the condition (C) is not satisfied when the battery voltage Vb is less than the second specified voltage and the capacitor C cannot be charged sufficiently, it is possible to prevent erroneous determination of a short circuit failure. That is, even if the capacitor C is not short-circuited and the battery voltage Vb is merely less than the second specified voltage and the conditions (A) and (B) are satisfied, the short-circuit failure is not erroneously determined.

一方、キャパシタCがショート故障している場合、キャパシタCの充電開始から規定時間以上経過しても、キャパシタ電圧Vcは第1の規定電圧以下のほぼゼロであるため、キャパシタCのショート故障が生じていると判定できる。   On the other hand, when the capacitor C is short-circuited, the capacitor voltage Vc is almost zero below the first specified voltage even after a specified time has elapsed since the start of charging of the capacitor C. Can be determined.

このように、本実施形態によれば、キャパシタCのショート故障の有無を正確に判定できる。
その上、既存の回路に特別な回路を追加することなく、制御部13による演算によってショート故障の有無を判定できる。例えば、制御部13の制御プログラムを変更するだけで本実施形態の故障判定を実現できる。
Thus, according to the present embodiment, it is possible to accurately determine whether or not the capacitor C has a short circuit failure.
In addition, it is possible to determine the presence or absence of a short fault by calculation by the control unit 13 without adding a special circuit to the existing circuit. For example, the failure determination of this embodiment can be realized only by changing the control program of the control unit 13.

よって、車両に設けられた図示しないECU(エンジンコントロールユニット)は、この判定結果を用いて、キャパシタCがショート故障している場合には、例えばアイドルストップが行われないように車両の各部を制御することができる。これにより、アイドルストップ後にエンジン200を再始動できないという状態を回避することができる。   Therefore, an ECU (engine control unit) (not shown) provided in the vehicle uses the determination result to control each part of the vehicle so that, for example, an idle stop is not performed when the capacitor C is short-circuited. can do. Thereby, the state where engine 200 cannot be restarted after an idle stop can be avoided.

以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, a concrete structure is not limited to the said embodiment, It can implement in various deformation | transformation in the range which does not deviate from the summary of this invention.

10 充放電制御回路
11 双方向昇降圧電源(電源回路)
12 検出部
13 制御部
C キャパシタ
B バッテリ
20 スタータ
30 発電部
100 車両用電源装置
10 Charge / Discharge Control Circuit 11 Bidirectional Buck-Boost Power Supply (Power Supply Circuit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Detection part 13 Control part C Capacitor B Battery 20 Starter 30 Electric power generation part 100 Power supply device for vehicles

Claims (3)

キャパシタとスタータが接続される第1端子と、充放電可能なバッテリと発電部が接続される第2端子とを有し、前記キャパシタ及び前記バッテリの充放電を制御する充放電制御回路であって、
前記スタータは、前記第1端子を介して前記キャパシタから供給された電力を用いてエンジンを始動し、
前記発電部は、前記エンジンの回転により発電して、発電された電力に応じた電力を前記第2端子に出力し、
前記第1端子のキャパシタ電圧を昇圧又は降圧して前記第2端子に出力する放電状態と、前記第2端子のバッテリ電圧を昇圧又は降圧して前記第1端子に出力する充電状態と、を切り替え可能な電源回路と、
前記キャパシタ電圧及び前記バッテリ電圧を検出する検出部と、
充電モードになった時、前記電源回路を前記充電状態に切り替えて、前記キャパシタの充電を開始して前記キャパシタ電圧が目標電圧に近づくように前記電源回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
(A)前記キャパシタ電圧が第1の規定電圧以下であり、
(B)前記キャパシタの充電開始から規定時間以上経過し、且つ、
(C)前記バッテリ電圧が前記第1の規定電圧より高い第2の規定電圧以上である場合に、前記キャパシタのショート故障が生じていると判定し、
前記規定時間、前記第1の規定電圧および前記第2の規定電圧は、前記キャパシタがショート故障しておらず、且つ、前記バッテリ電圧が前記第2の規定電圧以上である場合に、充電開始から前記規定時間後に前記キャパシタ電圧が前記第1の規定電圧を超えるように設定されていることを特徴とする充放電制御回路。
A charge / discharge control circuit that has a first terminal to which a capacitor and a starter are connected, a second terminal to which a chargeable / dischargeable battery and a power generation unit are connected, and controls charge / discharge of the capacitor and the battery. ,
The starter starts an engine using electric power supplied from the capacitor via the first terminal,
The power generation unit generates power by rotation of the engine, and outputs power corresponding to the generated power to the second terminal,
Switching between a discharging state in which the capacitor voltage at the first terminal is boosted or lowered and output to the second terminal and a charging state in which the battery voltage at the second terminal is boosted or lowered and output to the first terminal are switched. Possible power circuit,
A detection unit for detecting the capacitor voltage and the battery voltage;
A control unit that switches the power supply circuit to the charged state when the charging mode is entered, starts charging the capacitor, and controls the power supply circuit so that the capacitor voltage approaches a target voltage; and
The controller is
(A) the capacitor voltage is equal to or lower than a first specified voltage;
(B) A specified time or more has elapsed from the start of charging of the capacitor, and
(C) When the battery voltage is equal to or higher than a second specified voltage higher than the first specified voltage, it is determined that a short circuit failure of the capacitor has occurred ;
The specified time, the first specified voltage, and the second specified voltage are from the start of charging when the capacitor is not short-circuited and the battery voltage is equal to or higher than the second specified voltage. The charge / discharge control circuit according to claim 1, wherein the capacitor voltage is set to exceed the first specified voltage after the specified time .
キャパシタと、
充放電可能なバッテリと、
前記キャパシタが接続された第1端子と、前記バッテリが接続された第2端子とを有し、前記キャパシタ及び前記バッテリの充放電を制御する充放電制御回路と、
前記第1端子を介して前記キャパシタから供給された電力を用いてエンジンを始動するスタータと、
前記エンジンの回転により発電して、発電された電力に応じた電力を前記第2端子に出力する発電部と、を備え、
前記充放電制御回路は、
前記第1端子のキャパシタ電圧を昇圧又は降圧して前記第2端子に出力する放電状態と、前記第2端子のバッテリ電圧を昇圧又は降圧して前記第1端子に出力する充電状態と、を切り替え可能な電源回路と、
前記キャパシタ電圧及び前記バッテリ電圧を検出する検出部と、
充電モードになった時、前記電源回路を前記充電状態に切り替えて、前記キャパシタの充電を開始して前記キャパシタ電圧が目標電圧に近づくように前記電源回路を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
(A)前記キャパシタ電圧が第1の規定電圧以下であり、
(B)前記キャパシタの充電開始から規定時間以上経過し、且つ、
(C)前記バッテリ電圧が前記第1の規定電圧より高い第2の規定電圧以上である場合に、前記キャパシタのショート故障が生じていると判定し、
前記規定時間、前記第1の規定電圧および前記第2の規定電圧は、前記キャパシタがショート故障しておらず、且つ、前記バッテリ電圧が前記第2の規定電圧以上である場合に、充電開始から前記規定時間後に前記キャパシタ電圧が前記第1の規定電圧を超えるように設定されていることを特徴とする車両用電源装置。
A capacitor;
A chargeable / dischargeable battery;
A charge / discharge control circuit which has a first terminal to which the capacitor is connected and a second terminal to which the battery is connected, and which controls charge / discharge of the capacitor and the battery;
A starter for starting an engine using electric power supplied from the capacitor via the first terminal;
A power generation unit that generates electric power by rotating the engine and outputs electric power corresponding to the generated electric power to the second terminal,
The charge / discharge control circuit includes:
Switching between a discharging state in which the capacitor voltage at the first terminal is boosted or lowered and output to the second terminal and a charging state in which the battery voltage at the second terminal is boosted or lowered and output to the first terminal are switched. Possible power circuit,
A detection unit for detecting the capacitor voltage and the battery voltage;
A control unit that controls the power supply circuit so that the capacitor voltage approaches a target voltage by switching the power supply circuit to the charging state when charging mode is started and charging of the capacitor is started;
The controller is
(A) the capacitor voltage is equal to or lower than a first specified voltage;
(B) A specified time or more has elapsed from the start of charging of the capacitor, and
(C) When the battery voltage is equal to or higher than a second specified voltage higher than the first specified voltage, it is determined that a short circuit failure of the capacitor has occurred ;
The specified time, the first specified voltage, and the second specified voltage are from the start of charging when the capacitor is not short-circuited and the battery voltage is equal to or higher than the second specified voltage. The vehicle power supply device , wherein the capacitor voltage is set to exceed the first specified voltage after the specified time .
キャパシタとスタータが接続される第1端子と、充放電可能なバッテリと発電部が接続される第2端子とを有し、前記キャパシタ及び前記バッテリの充放電を制御する充放電制御回路であって、前記スタータは、前記第1端子を介して前記キャパシタから供給された電力を用いてエンジンを始動し、前記発電部は、前記エンジンの回転により発電して、発電された電力に応じた電力を前記第2端子に出力し、前記第1端子のキャパシタ電圧を昇圧又は降圧して前記第2端子に出力する放電状態と、前記第2端子のバッテリ電圧を昇圧又は降圧して前記第1端子に出力する充電状態と、を切り替え可能な電源回路と、前記キャパシタ電圧及び前記バッテリ電圧を検出する検出部と、充電モードになった時、前記電源回路を前記充電状態に切り替えて、前記キャパシタの充電を開始して前記キャパシタ電圧が目標電圧に近づくように前記電源回路を制御する制御部と、を備える充放電制御回路における故障判定方法において、
(A)前記キャパシタ電圧が第1の規定電圧以下であり、
(B)前記キャパシタの充電開始から規定時間以上経過し、且つ、
(C)前記バッテリ電圧が前記第1の規定電圧より高い第2の規定電圧以上である場合に、前記キャパシタのショート故障が生じていると判定し、
前記規定時間、前記第1の規定電圧および前記第2の規定電圧は、前記キャパシタがショート故障しておらず、且つ、前記バッテリ電圧が前記第2の規定電圧以上である場合に、充電開始から前記規定時間後に前記キャパシタ電圧が前記第1の規定電圧を超えるように設定されていることを特徴とする故障判定方法。
A charge / discharge control circuit that has a first terminal to which a capacitor and a starter are connected, a second terminal to which a chargeable / dischargeable battery and a power generation unit are connected, and controls charge / discharge of the capacitor and the battery. The starter starts the engine using the electric power supplied from the capacitor via the first terminal , and the power generation unit generates electric power by rotating the engine and generates electric power according to the generated electric power. A discharge state in which the voltage is output to the second terminal, the capacitor voltage of the first terminal is boosted or stepped down and output to the second terminal, and the battery voltage of the second terminal is boosted or stepped down to the first terminal. A power supply circuit capable of switching between a charge state to be output, a detection unit for detecting the capacitor voltage and the battery voltage, and the power supply circuit is switched to the charge state when in a charge mode. Te, in failure determination method in a charging and discharging control circuit and a control unit for the capacitor voltage begins to charge the capacitor to control the power supply circuit so as to approach the target voltage,
(A) the capacitor voltage is equal to or lower than a first specified voltage;
(B) A specified time or more has elapsed from the start of charging of the capacitor, and
(C) When the battery voltage is equal to or higher than a second specified voltage higher than the first specified voltage, it is determined that a short circuit failure of the capacitor has occurred ;
The specified time, the first specified voltage, and the second specified voltage are from the start of charging when the capacitor is not short-circuited and the battery voltage is equal to or higher than the second specified voltage. The failure determination method , wherein the capacitor voltage is set to exceed the first specified voltage after the specified time .
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