CN110386003B - 车辆用电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用电源装置，能够适当地控制节气阀。车辆用电源装置是搭载于车辆的车辆用电源装置(10)，具有：与发动机(12)连结的起动发电机(16)；与起动发电机(16)连接的蓄电体；设置于发动机(12)的进气系统(30)的节气阀(32)；在减速行驶时使起动发电机(16)再生发电的发电控制部(74)；基于蓄电体的状态来设定节气阀(32)的开度上限值的开度上限设定部(76)；以及在起动发电机(16)再生发电时，在开度上限值以下的范围控制节气阀(32)的节气阀控制部(73)。

Description

车辆用电源装置
技术领域
本发明涉及搭载于车辆的车辆用电源装置。
背景技术
在汽车等车辆上搭载有电动发电机、交流发电机或ISG(Integrated StarterGenerator：起动发电一体机)等发电机。从提高车辆的燃油效率的观点出发，在减速行驶时发电机被控制为再生发电状态(参照专利文献1和2)。另外，在将发电机控制为再生发电状态的情况下，通过打开节气阀从而减少发动机的泵气损失。由此，能够抑制车辆减速度的增加并增加发电机的发电转矩，并能够增加发电电力而提高车辆的燃油效率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-284916号公报
专利文献2：日本特开2000-97068号公报
发明内容
技术问题
但是，在减速行驶时节气阀被打开的状态、即发动机的进气量增加的状态下，在发动机转速降低而重新开始燃料喷射的情况下，存在发动机转矩输出大的隐患。这样，由于超过必要程度地打开节气阀是导致发动机转矩的过度增加的主要原因，因此谋求适当地控制节气阀。
本发明的目的在于适当地控制节气阀。
技术方案
本发明的车辆用电源装置是搭载于车辆的车辆用电源装置，具有：发电机，其与发动机连结；蓄电体，其与所述发电机连接；节气阀，其设置于所述发动机的进气系统；发电控制部，其在减速行驶时使所述发电机再生发电；开度上限设定部，其基于所述蓄电体的状态来设定所述节气阀的开度上限值；以及节气阀控制部，其在所述发电机的再生发电时在所述开度上限值以下的范围控制所述节气阀。
发明效果
根据本发明，具有基于蓄电体的状态来设定节气阀的开度上限值的开度上限设定部、以及在发电机的再生发电时在开度上限值以下的范围对节气阀进行控制的节气阀控制部。由此，能够适当地控制节气阀。
附图说明
图1是表示搭载有本发明的一个实施方式的车辆用电源装置的车辆的构成例的示意图。
图2是简单地表示电源电路的一例的电路图。
图3是表示车辆用电源装置所具备的控制系统的一例的示意图。
图4是表示将起动发电机控制为燃烧发电状态时的电流供给状况的一例的图。
图5是表示将起动发电机控制为发电停止状态时的电流供给状况的一例的图。
图6是表示将起动发电机控制为再生发电状态时的电流供给状况的一例的图。
图7是表示将起动发电机控制为动力运行状态时的电流供给状况的一例的图。
图8是表示再生发电控制下的起动发电机、节气阀和锁止离合器等的工作状况的一例的时序图。
图9的(a)～(c)是表示再生发电控制下的动力单元的工作状况的一例的示意图。
图10是表示电池温度与电流上限值的关系的一例的线图。
图11是表示电流上限值与开度上限值的关系的一例的线图。
图12是表示再生发电时的节气阀开度和充电电流的变化的一例的时序图。
图13是表示再生发电时的节气阀开度和充电电流的变化的一例的时序图。
图14的(a)是表示电池温度与电流上限值的关系的一例的线图，图14的(b)是表示电流上限值与开度上限值的关系的一例的线图。
图15的(a)是表示充电状态与电流上限值的关系的一例的线图，图15的(b)是表示电流上限值与开度上限值的关系的一例的线图。
图16的(a)是表示充电状态与电流上限值的关系的一例的线图，图16的(b)是表示电流上限值与开度上限值的关系的一例的线图。
图17的(a)是表示电池温度与开度上限值的关系的一例的线图，图17的(b)是表示电池温度与开度上限值的关系的一例的线图。
图18的(a)是表示充电状态与开度上限值的关系的一例的线图，图18的(b)是表示充电状态与开度上限值的关系的一例的线图。
符号说明
10 车辆用电源装置
11 车辆
12 发动机
16 起动发电机(发电机)
30 进气系统
32 节气阀
51 锂离子电池(蓄电体)
73 节气阀控制部
74 发电控制部
76 开度上限设定部
TB 电池温度(锂离子电池的温度)
TH 第一温度阈值
TL 第二温度阈值
Imax 电流上限值
Thmax 开度上限值
SOC 充电状态
具体实施方式
以下，根据附图来详细地说明本发明的实施方式。
[车辆构成]
图1是表示搭载有本发明的一个实施方式的车辆用电源装置10的车辆11的构成例的示意图。如图1所示，车辆11搭载有将发动机12用于动力源的动力单元13。发动机12的曲轴14经由带机构15而与起动发电机(发电机)16连结。另外，发动机12经由变矩器17而与变速机构18连结，变速机构18经由差速机构19等而与车轮20连结。应予说明，在构成发动机12的排气系统21的排气歧管22设置有对排出气体进行净化的催化转换器23。
在与发动机12的曲轴14连结的变矩器17中包括锁止离合器24。通过将锁止离合器24控制为接合状态，从而使发动机12与变速机构18经由锁止离合器24而连结。另一方面，通过将锁止离合器24控制为分离状态，从而使发动机12与变速机构18经由变矩器17而连结。为了切换锁止离合器24的工作状态，在变矩器17连接有由电磁阀和/或油路等构成的阀单元25，在阀单元25连接有由微型计算机等构成的变速控制器26。
在构成发动机12的进气系统30的进气歧管31设置有调整进气量的节气阀32。通过打开节气阀32而扩大流路面积，从而能够增加发动机12的进气量。另一方面，通过关闭节气阀32而缩小流路面积，从而能够减少发动机12的进气量。另外，在发动机12设置有向进气口和/或汽缸内喷射燃料的喷射器33。通过从喷射器33喷射燃料，从而将发动机12控制为燃料喷射状态。另一方面，通过停止来自喷射器33的燃料喷射，从而将发动机12控制为燃料切断状态。此外，在发动机12设置有由点火器和/或点火线圈构成的点火装置34。通过利用点火装置34控制点火时间，从而能够控制发动机转矩和/或混合气的燃烧温度等。应予说明，节气阀32、喷射器33和点火装置34与由微型计算机等构成的发动机控制器35连接。
与发动机12连结的起动发电机16是作为发电机和电动机发挥功能的所谓的ISG(Integrated Starter Generator：起动发电一体机)。起动发电机16不仅作为被曲轴14驱动的发电机发挥功能，还作为使曲轴14旋转的电动机发挥功能。例如，在怠速停止控制中使发动机12重新起动的情况下、或在起步时和/或加速时对发动机12进行辅助驱动的情况下，起动发电机16作为电动机发挥功能。起动发电机16具有具备定子线圈的定子40和具备励磁线圈的转子41。另外，为了控制定子线圈和/或励磁线圈的通电状态，在起动发电机16设置有由逆变器、稳压器和微型计算机等构成的ISG控制器42。通过利用ISG控制器42控制励磁线圈和/或定子线圈的通电状态，从而控制起动发电机16的发电电压、发电转矩、动力运行转矩等。
[电源电路]
对设置于车辆11的电源电路50进行说明。图2是简单地表示电源电路50的一例的电路图。如图2所示，电源电路50具备与起动发电机16电连接的锂离子电池(蓄电体)51和与该锂离子电池51并联地与起动发电机16电连接的铅电池52。应予说明，为了使锂离子电池51积极地放电，锂离子电池51的端子电压被设计为比铅电池52的端子电压高。另外，为了使锂离子电池51积极地充放电，锂离子电池51的内部电阻被设计为比铅电池52的内部电阻小。
起动发电机16的正极端子16a与正极线53连接，锂离子电池51的正极端子51a与正极线54连接，铅电池52的正极端子52a与正极线55连接。这些正极线53～55经由连接点56而相互连接。另外，起动发电机16的负极端子16b与负极线57连接，锂离子电池51的负极端子51b与负极线58连接，铅电池52的负极端子52b与负极线59连接。这些负极线57～59经由基准电位点60而相互连接。
在铅电池52的正极线55设置有能够切换为导通状态和断开状态的开关SW1。通过将开关SW1控制为断开状态，从而能够将由锂离子电池51和起动发电机16构成的电源系统61与由铅电池52和后述的电气设备组66构成的电源系统62相互断开。另外，在锂离子电池51的正极线54设置有能够切换为导通状态和断开状态的开关SW2。通过将开关SW2控制为断开状态，从而能够将锂离子电池51从电源电路50断开。
这些开关SW1、SW2可以是由MOSFET等半导体元件构成的开关，也可以是利用电磁力等来使触点机械地开闭的开关。另外，开关SW1、SW2的导通状态意味着在电气上进行连接的通电状态或导通状态，开关SW1、SW2的断开状态意味着在电气上进行切断的非通电状态或切断状态。应予说明，开关SW1、SW2也被称为继电器和/或接触器等。
如图1所示，在电源电路50中设置有电池模块63。在该电池模块63中包括锂离子电池51并且包括开关SW1、SW2。另外，电池模块63设置有由微型计算机等构成的电池控制器64。电池控制器64具有监视锂离子电池51的充电状态SOC、充放电电流、端子电压、电池单元温度、内部电阻等的功能和/或控制开关SW1、SW2的功能。应予说明，充电状态SOC(State OfCharge)是指电池的蓄电量相对于设计容量的比例。
应予说明，如图1所示，铅电池52的正极线55与由前照灯等电气设备65构成的电气设备组66连接。另外，在铅电池52的正极线55设置有对电气设备组66等进行保护的保险丝67。此外，在铅电池52的负极线59设置有检测充放电电流、端子电压和充电状态等的电池传感器68。
[控制系统]
图3是表示车辆用电源装置10所具备的控制系统的一例的示意图。如图1和图3所示，为了使发动机12和/或起动发电机16等相互协调而进行控制，车辆用电源装置10具有由微型计算机等构成的主控制器70。在该主控制器70设置有控制喷射器33的燃料控制部71、控制点火装置34的点火控制部72、控制节气阀32的节气阀控制部73、控制起动发电机16的发电控制部74、以及控制锁止离合器24的锁止控制部75等。
主控制器70和上述的各控制器26、35、42、64经由CAN和/或LIN等车载网络77而相互自由通信地连接。主控制器70基于来自各种控制器和/或传感器的信息来控制起动发电机16、锁止离合器24、节气阀32、喷射器33和点火装置34等。应予说明，主控制器70通过ISG控制器42来控制起动发电机16的工作状态。另外，主控制器70通过变速控制器26来控制锁止离合器24的工作状态。另外，主控制器70通过发动机控制器35来控制节气阀32、喷射器33和点火装置34的工作状态。
如图3所示，作为与主控制器70连接的传感器类，有检测加速踏板的操作量的加速传感器80、检测制动踏板的操作量的制动传感器81、检测节气阀32的开度的节气阀开度传感器82、检测发动机12的旋转速度即发动机转速的发动机转速传感器83、以及检测车辆11的行驶速度即车速的车速传感器84等。另外，喷射器33、点火装置34、节气阀32、起动发电机16、锁止离合器24和电池模块63等的工作信息从各控制器输入至主控制器70。
[起动发电机控制]
主控制器70的发电控制部74基于锂离子电池51的充电状态SOC，设定起动发电机16的目标发电电压。然后，发电控制部74将目标发电电压输出至ISG控制器42，ISG控制器42按照目标发电电压来控制起动发电机16的发电电压，并如后所述地将起动发电机16控制为燃烧发电状态或发电停止状态。
图4是表示将起动发电机16控制为燃烧发电状态时的电流供给状况的一例的图。例如，在锂离子电池51的充电状态SOC低于预定的下限值的情况下，为了对锂离子电池51进行充电来提高充电状态SOC，利用发动机动力对起动发电机16进行发电驱动。这样，在将起动发电机16控制为燃烧发电状态时，起动发电机16的发电电压被提高，施加于锂离子电池51的发电电压被调整为比端子电压高。由此，如图4中涂黑的箭头所示，电流从起动发电机16向锂离子电池51、电气设备组66和铅电池52等供给，锂离子电池51和/或铅电池52被缓慢地充电。
图5是表示将起动发电机16控制为发电停止状态时的电流供给状况的一例的图。例如，在锂离子电池51的充电状态SOC高于预定的上限值的情况下，为了使锂离子电池51积极地放电，将使用发动机动力的起动发电机16的发电驱动停止。这样，在将起动发电机16控制为发电停止状态时，起动发电机16的发电电压被降低，施加于锂离子电池51的发电电压被调整为比端子电压低。由此，如图5中涂黑的箭头所示，电流从锂离子电池51向电气设备组66供给，因此，能够抑制或停止起动发电机16的发电驱动，能够减轻发动机负荷。
如上所述，主控制器70的发电控制部74基于充电状态SOC将起动发电机16控制为燃烧发电状态或发电停止状态，但在车辆减速时需要回收大量的动能来提高燃油效率。因此，在车辆减速时，起动发电机16的发电电压被大幅提高，起动发电机16被控制为再生发电状态。由此，能够使起动发电机16的发电电力即再生电力增加，因此，能够积极地将动能转换为电能而回收，能够提高车辆11的能量效率并提高燃油效率。
这样，对于是否将起动发电机16控制为再生发电状态是基于加速踏板和/或制动踏板的操作状况等来决定的。即，在加速踏板的踩踏被解除的减速行驶时和/或制动踏板被踩踏的减速行驶时，由于处于发动机12被控制为燃料切断状态的状况，所以起动发电机16被控制为再生发电状态。应予说明，在加速踏板被踩踏的加速行驶时和/或稳态行驶时，由于处于发动机12被控制为燃料喷射状态的状况，所以起动发电机16被控制为燃烧发电状态或发电停止状态。
这里，图6是表示将起动发电机16控制为再生发电状态时的电流供给状况的一例的图。在将起动发电机16控制为再生发电状态时，与上述的燃烧发电状态相比，起动发电机16的发电电压被进一步提高，施加于锂离子电池51的发电电压被提高为比端子电压大。由此，如图6中涂黑的箭头所示，大的电流从起动发电机16向锂离子电池51和/或铅电池52供给，因此，锂离子电池51和/或铅电池52被急速地充电。另外，由于锂离子电池51的内部电阻比铅电池52的内部电阻小，所以发电电流的大部分被供给至锂离子电池51。
应予说明，如图4～图6所示，在将起动发电机16控制为燃烧发电状态、再生发电状态和发电停止状态时，开关SW1、SW2保持为导通状态。即，在车辆用电源装置10中，不进行开关SW1、SW2的切换控制，仅控制起动发电机16的发电电压，就能够控制锂离子电池51的充放电。由此，能够简单地控制锂离子电池51的充放电，并且能够提高开关SW1、SW2的耐久性。
另外，图7是表示将起动发电机16控制为动力运行状态时的电流供给状况的一例的图。如图7所示，在将起动发电机16控制为动力运行状态时，开关SW1从导通状态被切换为断开状态。即，在利用起动发电机16使发动机12起动旋转的情况或利用起动发电机16对发动机12进行辅助驱动的情况下，开关SW1从导通状态被切换为断开状态。由此，因为电源系统61、62相互断开，因此，即使在从锂离子电池51向起动发电机16供给大电流的情况下，也能够防止对电气设备组66等的瞬间的电压下降，能够使电气设备组66等正常地发挥功能。
[再生发电控制]
说明由车辆用电源装置10执行的再生发电控制的一例。图8是表示再生发电控制下的起动发电机16、节气阀32和锁止离合器24等的工作状况的一例的时序图。图8所示的行驶状况是加速踏板和制动踏板的踩踏被解除的滑行行驶状况。另外，图9的(a)～图9的(c)是表示再生发电控制下的动力单元13的工作状况的一例的示意图。图9的(a)表示图8所示的时刻t1的状况，图9的(b)表示图8所示的时刻t2的状况，图9的(c)表示图8所示的时刻t3的状况。
图8所示的“LU离合器”是锁止离合器24，“ISG”是起动发电机16，“Th”是节气阀32的开度(以下，记载为节气阀开度)，“Pi”是进气歧管31内的进气管压力。图8和图9所示的“Ne”是锁止离合器24的输入侧(发动机侧)的旋转速度即发动机转速，“Nt”是锁止离合器24的输出侧(车轮侧)的旋转速度即涡轮转速。另外，在本说明书中，节气阀32的打开侧意味着节气阀开度超过预定的基准值X1的一侧，节气阀32的关闭侧意味着节气阀开度低于基准值X1的一侧。
(时刻t1)
如图8中在时刻t1所示，在加速踏板的踩踏被解除的滑行行驶时，发动机12被控制为燃料切断状态(符号a1)，起动发电机16被控制为再生发电状态(符号b1)，锁止离合器24被控制为接合状态(符号c1)。即，如图9的(a)所示，在滑行行驶时锁止离合器24被接合，因此如箭头α1所示，能够从车轮20向起动发电机16效率良好地传递旋转力。由此，能够提高起动发电机16的再生转矩、即起动发电机16的发电转矩，能够增加滑行行驶时的发电电力。
另外，如图8中在时刻t1所示，在进行再生发电的滑行行驶时，节气阀32被控制在打开侧(符号d1)。这样，通过将节气阀32控制在打开侧，从而如图9的(a)中空心箭头所示，能够增加发动机12的进气量，并能够减少发动机12的泵气损失。由此，能够减少车辆减速时的发动机制动，从而，能够不使车辆减速度过度增加而增加发电转矩，并能够增加发电电力而回收大量的动能。应予说明，在将节气阀32控制在打开侧时，以使未图示的真空助力器等的负压不会不足的方式调整节气阀开度。
(时刻t2)
如图8中在时刻t2所示，如果锁止离合器24从接合状态被切换为分离状态(符号c2)，则节气阀32被从打开侧向关闭侧控制(符号d2)。另外，如在时刻t2所示，如果锁止离合器24从接合状态被切换为分离状态(符号c2)，则起动发电机16从再生发电状态被控制为动力运行状态(符号b2)。并且，如果起动发电机16被控制为动力运行状态而持续预定时间，则起动发电机16从动力运行状态被切换为发电停止状态(符号b3)。应予说明，作为在减速行驶时将锁止离合器24分离的条件，有车速低于预定值、车辆减速度高于预定值、发动机转速低于预定值等，但不限于这些条件。
如上所述，如果在减速行驶时将锁止离合器24分离，则节气阀32被控制在关闭侧(符号d2)。由此，如后所述，能够为重新开始燃料喷射做准备，而使进气歧管31内的进气管压力Pi下降(符号e1)，并能够减少发动机12的进气量。另外，如上所述，如果在减速行驶时将锁止离合器24分离，则起动发电机16被控制为动力运行状态(符号b2)。这样，通过使起动发电机16进行动力运行，如图9的(b)中箭头α2所示，电动机转矩从起动发电机16向发动机12传递，如图8中符号f1所示，能够缓慢地降低发动机转速Ne。由此，如后所述，能够确保直到燃料喷射重新开始为止的时间，能够充分地减少发动机12的进气量。
(时刻t3)
如图8中在时刻t3所示，如果发动机转速Ne达到预定的下限值X2(符号f2)，则从防止发动机失速的观点出发，重新开始针对发动机12的燃料喷射(符号a2)。即，在发动机转速Ne下降而达到下限值X2的情况下，发动机12从燃料切断状态被切换为燃料喷射状态。这样，如果重新开始针对发动机12的燃料喷射，则发动机转矩在使车辆11加速的方向上输出，因此，在减速行驶中车辆减速度大幅减小而存在给乘坐者带来不适感的隐患。
但是，如上所述，如果锁止离合器24被分离，车辆用电源装置10就将节气阀32控制在关闭侧(符号d2)。由此，能够减少发动机12的进气量，从而，能够抑制伴随着燃料喷射的重新开始而输出的发动机转矩。另外，如果锁止离合器24被分离，车辆用电源装置10就将起动发电机16控制为动力运行状态(符号b2)。由此，能够使发动机转速Ne缓慢地下降(符号f1)，从而，能够确保直到发动机转速Ne达到下限值X2而重新开始燃料喷射为止的时间。由此，能够充分地减少发动机12的进气量，能够抑制伴随着燃料喷射的重新开始而输出的发动机转矩。
此外，在重新开始发动机12的燃料喷射时，如符号g1所示，车辆用电源装置10执行使发动机12的点火时间延迟的点火延迟控制。由此，能够进一步抑制发动机转矩，从而，能够不给乘坐者带来不适感而重新开始燃料喷射。应予说明，在点火延迟控制中，进气量越多，则点火时间的延迟量被设定得越大，进气量越少，则点火时间的延迟量被设定得越小。应予说明，在进气量少，发动机转矩被充分抑制的情况下，当然也可以中止点火延迟控制。
[节气阀的开度上限值]
如上所述，为了增加起动发电机16的再生发电量而在再生发电时将节气阀32控制在打开侧，但是将节气阀32控制在打开侧是使进气量增加的主要原因，且是使燃料喷射重新开始时的发动机转矩增加的主要原因。因此，如图3所示，为了不使再生发电时的进气量过度地增加，在主控制器70设置有设定节气阀32的开度上限值Thmax的开度上限设定部76。
如后所述，主控制器70的开度上限设定部76基于锂离子电池51的状态来设定节气阀32的开度上限值Thmax。并且，在起动发电机16再生发电时，主控制器70的节气阀控制部在开度上限值Thmax以下的范围控制节气阀32。即，在起动发电机16再生发电时，虽然如上所述节气阀32被控制在打开侧，但在开度上限值Thmax被设定得小的情况下，节气阀32被控制在关闭侧。
以下，说明开度上限值Thmax的设定步骤的一例。图10是表示电池温度TB与电流上限值imax的关系的一例的线图。另外，图11是表示电流上限值imax与开度上限值Thmax的关系的一例的线图。
主控制器70的开度上限设定部76基于锂离子电池51的温度(以下，记载为电池温度TB)来设定锂离子电池51的电流上限值imax。该电流上限值imax是指对于锂离子电池51而言允许的充电电流的上限值。如图10所示，在电池温度TB超过第一温度阈值TH的高温区域，随着电池温度TB上升，电流上限值imax被降低。这样，在电池温度TB在高温区域变化的情况下，为了降低电池温度TB，保护锂离子电池51，通过降低电流上限值imax来抑制锂离子电池51的充电电流。
另外，如图10所示，在电池温度TB低于比第一温度阈值TH低的第二温度阈值TL的低温区域，随着电池温度TB下降，电流上限值imax被降低。这样，在电池温度TB在低温区域变化的情况下，由于锂离子电池51的内部电阻上升，所以难以对锂离子电池51充电。因此，在电池温度TB在低温区域变化的情况下，通过降低电流上限值imax来抑制锂离子电池51的充电电流。
应予说明，在电池温度TB落入温度阈值TL～TH的范围的情况下，将充电电流不会到达的电流值ia设定为电流上限值imax。即，在电池温度TB落入温度阈值TL～TH的范围的情况下，以使锂离子电池51的充电电流不被限制的方式大幅提高电流上限值imax。
接下来，主控制器70的开度上限设定部76基于锂离子电池51的电流上限值imax来设定节气阀32的开度上限值Thmax。该开度上限值Thmax是指起动发电机16再生发电时所允许的节气阀开度Th的上限值。如图11所示，随着锂离子电池51的电流上限值imax下降，节气阀32的开度上限值Thmax被降低。这样，通过基于电流上限值imax来设定开度上限值Thmax，从而能够根据再生发电状况来适当地控制节气阀32。
即，锂离子电池51的电流上限值imax被降低的状况是指起动发电机16的发电电流被限制的状况，且是起动发电机16的发电转矩被限制的状况。即，是车辆减速度不会因再生发电时的发电转矩而过度地增加的状况，是允许节气阀开度Th减小的状况。这样，在允许节气阀开度Th减小的状况、即电流上限值imax降低的状况下，开度上限值Thmax被降低，因此，能够关闭节气阀32而减少进气量，能够抑制燃料喷射重新开始时的发动机转矩。
这样，通过基于表示锂离子电池51的状态的电池温度TB来设定节气阀32的开度上限值Thmax，从而能够在再生发电时适当地控制节气阀32。
[锂离子电池高温区域]
接下来，按照时序图来说明在锂离子电池51的高温区域的节气阀开度Th的变化。图12是表示再生发电时的节气阀开度Th和充电电流ic的变化的一例的时序图。图12中示出了电池温度TB超过第一温度阈值TH的状况。另外，在图12中，示出了反复进行加速行驶和减速行驶的状况，即反复进行起动发电机16的再生发电的状况。应予说明，图12中仅示出了减速行驶时的节气阀开度Th，而没有示出加速行驶时和/或稳态行驶时的节气阀开度Th。
如图12中的符号α所示，在减速行驶时，起动发电机16被控制为再生发电状态，充电电流ic向锂离子电池51供给(符号a1)。另外，在减速行驶时，为了减少发动机制动，增加发电转矩，而将节气阀32打开，加大节气阀开度Th(符号b1)。然后，反复进行锂离子电池51的充放电，如果电池温度TB上升而达到第一温度阈值TH(符号c1)，则基于电池温度TB开始降低电流上限值imax(符号d1)，并基于电流上限值imax开始降低开度上限值Thmax(符号e1)。
然后，在电流上限值imax伴随着电池温度TB的上升而减少时，充电电流ic被电流上限值imax限制(符号a2)。另外，在开度上限值Thmax伴随着电流上限值imax的减少而减少时，节气阀开度Th被开度上限值Thmax限制(符号b2)。如上所述，电池温度TB上升而充电电流ic被限制的状况是指由于发电转矩减少而允许节气阀开度Th减少的状况。因此，通过利用开度上限值Thmax限制节气阀开度Th，从而减少进气量而抑制燃料喷射重新开始时的发动机转矩。
[锂离子电池低温区域]
接着，按照时序图说明在锂离子电池51的低温区域的节气阀开度Th的变化。图13是表示再生发电时的节气阀开度Th和充电电流ic的变化的一例的时序图。图13中示出了电池温度TB低于第二温度阈值TL的状况。另外，图13中示出了反复进行加速行驶和减速行驶的状况、即反复进行起动发电机16的再生发电的状况。应予说明，图13中仅示出了减速行驶时的节气阀开度Th，而没有示出加速行驶时和/或稳态行驶时的节气阀开度Th。
如图13所示，在刚刚开始低温环境下的行驶之后，处于电池温度TB低于第二温度阈值TL的状态(符号c1)。在该情况下，基于电池温度TB降低电流上限值imax(符号d1)，并基于电流上限值imax降低开度上限值Thmax(符号e1)。在该状况下，如符号α所示，如果伴随着减速行驶而执行再生发电，则充电电流ic被电流上限值imax限制(符号a1)，节气阀开度Th被开度上限值Thmax限制(符号b1)。如上所述，电池温度TB降低而充电电流ic被限制的状况是指由于发电转矩减少而允许节气阀开度Th减少的状况。因此，通过利用开度上限值Thmax限制节气阀开度Th，从而减少进气量而抑制燃料喷射重新开始时的发动机转矩。
然后，反复进行锂离子电池51的充放电，如果电池温度TB上升而达到第二温度阈值TL(符号c2)，则解除电流上限值imax对充电电流ic的限制(符号d2)，解除开度上限值Thmax对节气阀开度Th的限制(符号e2)。在该状况下，如果伴随着减速行驶而执行再生发电，则充电电流ic不被电流上限值imax限制而供给至锂离子电池51(符号a2)。另外，如果伴随着减速行驶而执行再生发电控制，则使发动机制动降低而提高发电转矩，因此，节气阀开度Th不被开度上限值Thmax限制而被扩大(符号b2)。
[开度上限值的其他设定方法]
在图10所示的例子中，在电池温度TB超过第一温度阈值TH的区域中，随着电池温度TB上升而使电流上限值imax连续地降低，但不限于此。另外，在图10所示的例子中，在电池温度TB低于第二温度阈值TL的区域中，随着电池温度TB降低而使电流上限值imax连续地降低，但不限于此。此外，在图11所示的例子中，随着电流上限值imax下降而使开度上限值Thmax连续地降低，但不限于此。这里，图14的(a)是表示电池温度TB与电流上限值imax的关系的一例的线图，图14的(b)是表示电流上限值imax与开度上限值Thmax的关系的一例的线图。
如图14的(a)所示，在电池温度TB超过第一温度阈值TH的区域中，也可以设定为随着电池温度TB上升而使电流上限值imax阶梯式地降低。另外，如图14的(a)所示，在电池温度TB低于第二温度阈值TL的区域中，也可以设定为随着电池温度TB下降而使电流上限值imax阶梯式地降低。此外，如图14的(b)所示，也可以设定为随着电流上限值imax降低而使开度上限值Thmax阶梯式地降低。即使在使用图14的(a)和图14的(b)所示的线图来基于电池温度TB设定开度上限值Thmax的情况下，也能够适当地控制节气阀32。
[其他实施方式1]
在上述的说明中，基于表示锂离子电池51的状态的电池温度TB来设定节气阀32的开度上限值Thmax，但不限于此。例如，也可以基于表示锂离子电池51的状态的充电状态SOC来设定节气阀32的开度上限值Thmax。这里，图15的(a)是表示充电状态SOC与电流上限值imax的关系的一例的线图，图15的(b)是表示电流上限值imax与开度上限值Thmax的关系的一例的线图。另外，图16的(a)是表示充电状态SOC与电流上限值imax的关系的一例的线图，图16的(b)是表示电流上限值imax与开度上限值Thmax的关系的一例的线图。
主控制器70的开度上限设定部76基于锂离子电池51的充电状态SOC来设定锂离子电池51的电流上限值imax。该电流上限值imax是指对于锂离子电池51而言允许的充电电流的上限值。如图15的(a)或图16的(a)所示，随着锂离子电池51的充电状态SOC提高，锂离子电池51的电流上限值imax被降低。这样，在锂离子电池51的充电状态SOC提高的情况下，即锂离子电池51向完全充电状态接近的情况下，由于锂离子电池51的内部电阻提高而难以充电。因此，在充电状态SOC提高的情况下，通过降低电流上限值imax，从而抑制锂离子电池51的充电电流。
接下来，主控制器70的开度上限设定部76基于锂离子电池51的电流上限值imax来设定节气阀32的开度上限值Thmax。该开度上限值Thmax是指在起动发电机16再生发电时所允许的节气阀开度Th的上限值。如图15的(b)或图16的(b)所示，随着锂离子电池51的电流上限值imax下降，节气阀32的开度上限值Thmax被降低。
即，锂离子电池51的电流上限值imax被降低的状况是指起动发电机16的发电电流被限制的状况，且是起动发电机16的发电转矩被限制的状况。即，是车辆减速度不会因再生发电时的发电转矩而过度地增加的状况，是允许节气阀开度Th减小的状况。这样，在允许节气阀开度Th减小的状况、即电流上限值imax降低的状况下，开度上限值Thmax被降低，因此，能够关闭节气阀32而减少进气量，能够抑制燃料喷射重新开始时的发动机转矩。
这样，即使在基于表示锂离子电池51的状态的充电状态SOC来设定节气阀32的开度上限值Thmax的情况下，也能够在再生发电时适当地控制节气阀32。
[其他实施方式2]
在图10和图11所示的例子中，基于电池温度TB来设定电流上限值imax，并基于电流上限值imax来设定开度上限值Thmax，但不限于此。即，在图10和图11所示的例子中，根据电池温度TB来间接地设定开度上限值Thmax，但不限于此，也可以根据电池温度TB来直接地设定开度上限值Thmax。这里，图17的(a)是表示电池温度TB与开度上限值Thmax的关系的一例的线图，图17的(b)是表示电池温度TB与开度上限值Thmax的关系的一例的线图。
主控制器70的开度上限设定部76基于锂离子电池51的电池温度TB来设定节气阀32的开度上限值Thmax。该开度上限值Thmax是指在起动发电机16再生发电时所允许的节气阀开度Th的上限值。如图17的(a)或图17的(b)所示，在电池温度TB超过第一温度阈值TH的区域，随着电池温度TB提高，开度上限值Thmax被降低。另外，在电池温度TB低于比第一温度阈值TH低的第二温度阈值TL的区域，随着电池温度TB下降，开度上限值Thmax被降低。
即，在电池温度TB超过第一温度阈值TH的区域，为了降低电池温度TB来保护锂离子电池51，锂离子电池51的充电电流被抑制。另外，在电池温度TB低于比第一温度阈值TH低的第二温度阈值TL的区域，由于锂离子电池51的内部电阻上升，所以锂离子电池51的充电电流被抑制。这样，在锂离子电池51的高温区域和低温区域、即充电电流被抑制的区域中，节气阀32的开度上限值Thmax被降低。
在高温区域和低温区域中锂离子电池51的充电电流被抑制的状况是指起动发电机16的发电电流被限制的状况，且是起动发电机16的发电转矩被限制的状况。即，是车辆减速度不会因再生发电时的发电转矩而过度地增加的状况，是允许节气阀开度Th减小的状况。这样，在允许节气阀开度Th减小的状况下、即在锂离子电池51的高温区域和低温区域中，开度上限值Thmax被降低，因此，能够关闭节气阀32而减少进气量，能够抑制燃料喷射重新开始时的发动机转矩。
这样，即使在使用图17的(a)或图17的(b)所示的线图来根据电池温度TB直接地设定开度上限值Thmax的情况下，也与图10～图14所示的例子同样地，在锂离子电池51的高温区域和低温区域中，能够在再生发电时关闭节气阀32来减少进气量，能够抑制燃料喷射重新开始时的发动机转矩。即，在起动发电机16再生发电时，能够适当地控制节气阀32。
[其他实施方式3]
在图15和图16所示的例子中，基于充电状态SOC来设定电流上限值imax，并基于电流上限值imax来设定开度上限值Thmax，但不限于此。即，在图15和图16所示的例子中，根据充电状态SOC来间接地设定开度上限值Thmax，但不限于此，也可以根据充电状态SOC来直接地设定开度上限值Thmax。这里，图18的(a)是表示充电状态SOC与开度上限值Thmax的关系的一例的线图，图18的(b)是表示充电状态SOC与开度上限值Thmax的关系的一例的线图。
主控制器70的开度上限设定部76基于锂离子电池51的充电状态SOC来设定节气阀32的开度上限值Thmax。该开度上限值Thmax是指在起动发电机16再生发电时所允许的节气阀开度Th的上限值。如图18的(a)或图18的(b)所示，随着锂离子电池51的充电状态SOC提高，节气阀32的开度上限值Thmax被降低。
即，在锂离子电池51的充电状态SOC提高的情况下，即锂离子电池51向完全充电状态接近的情况下，由于锂离子电池51的内部电阻提高而难以充电，所以锂离子电池51的充电电流被抑制。这样，在锂离子电池51的充电状态SOC高的状况、即充电电流被抑制的状况下，节气阀32的开度上限值Thmax被降低。
充电电流因锂离子电池51的高的充电状态SOC而被抑制的状况是指起动发电机16的发电电流被限制的状况，且是起动发电机16的发电转矩被限制的状况。即，是车辆减速度不会因再生发电时的发电转矩而过度地增加的状况，是允许节气阀开度Th减小的状况。这样，在允许节气阀开度Th减小的状况、即锂离子电池51的充电状态SOC高的状况下，开度上限值Thmax被降低，因此，能够关闭节气阀32而减少进气量，能够抑制燃料喷射重新开始时的发动机转矩。
这样，即使在使用图18的(a)或图18的(b)所示的线图来根据充电状态SOC直接地设定开度上限值Thmax的情况下，也与图15和图16所示的例子同样地，在锂离子电池51的充电状态SOC高的情况下，能够在再生发电时关闭节气阀32而减少进气量，能够抑制燃料喷射重新开始时的发动机转矩。即，在起动发电机16再生发电时，能够适当地控制节气阀32。
当然，本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。在上述的说明中，作为与发动机12连结的发电机，设置有也作为电动机发挥功能的起动发电机16，但不限于此。例如，作为与发动机12连结的发电机，也可以采用不作为电动机发挥功能的交流发电机。另外，在上述的说明中，在主控制器70中设置有节气阀控制部73、发电控制部74和开度上限设定部76，但不限于此。也可以在其他控制器中设置节气阀控制部73、发电控制部74或开度上限设定部76。
在上述的说明中，基于电池温度TB和/或充电状态SOC来设定电流上限值imax。该电流上限值imax是对于锂离子电池51而言允许的充电电流的上限值，但不限于此，电流上限值imax也可以是从起动发电机16输出的发电电流的上限值。如上所述，在起动发电机16的再生发电时，起动发电机16的发电电流的大部分被供给至锂离子电池51。即，在起动发电机16的再生发电时，对锂离子电池51充电的充电电流的上限值与从起动发电机16输出的发电电流的上限值是相互联动的上限值。因此，也可以基于电池温度TB和/或充电状态SOC来设定从起动发电机16输出的发电电流的上限值，并基于该发电电流的上限值来设定开度上限值Thmax。
在上述的说明中，作为车辆11的减速行驶，例示了惯性行驶即滑行行驶，但不限于此。例如，在一边踩下制动踏板一边减速的减速行驶中，也可以使起动发电机16再生发电。另外，作为节气阀32的打开侧，只要是节气阀开度超过基准值X1的一侧即可。即，作为节气阀32的打开侧，可以是完全打开状态，也可以是除了完全打开以外的开度。另外，作为节气阀32的关闭侧，只要是节气阀开度低于基准值X1的一侧即可。即，作为节气阀32的关闭侧，可以是完全关闭状态，也可以是除了完全关闭以外的开度。
在上述的说明中，在重新开始发动机12的燃料喷射时，执行了发动机12的点火延迟控制，但不限于此。如果是通过再生发电时的节气阀32的适当控制而充分地抑制了发动机转矩的状况，也可以不执行点火延迟控制而重新开始燃料喷射。这样，通过避免点火延迟控制，从而能够降低排出气体的温度，保护催化转换器23。
在图8所示的例子中，将起动发电机16持续预定时间控制为动力运行状态，但不限于此。例如，也可以将起动发电机16控制为动力运行状态直到进气管压力Pi达到预定的目标值为止。另外，在锂离子电池51的充电状态SOC下降的情况下，也可以中止起动发电机16的动力运行控制。另外，在图8所示的例子中，将起动发电机16从动力运行状态切换为发电停止状态，但不限于此。例如，在锂离子电池51的充电状态SOC下降的情况下，也可以将起动发电机16从动力运行状态切换为燃烧发电状态。
在上述的说明中，对于起动发电机16连接有两个蓄电体，但不限于此，也可以对起动发电机16连接一个蓄电体。另外，在上述的说明中，采用锂离子电池51和铅电池52，但不限于此，也可以采用其他种类的电池和/或电容器。另外，在图1和图2所示的例子中，在锂离子电池51的正极线54设置开关SW2，但不限于此。例如，也可以如图2中的单点划线所示，在锂离子电池51的负极线58设置开关SW2。

Claims (13)

1.一种车辆用电源装置，其特征在于，其搭载于车辆，所述车辆用电源装置具有：
发电机，其与发动机连结；
蓄电体，其与所述发电机连接；
节气阀，其设置于所述发动机的进气系统；
发电控制部，其在减速行驶时使所述发电机再生发电；
开度上限设定部，其基于所述蓄电体的状态来设定所述节气阀的开度上限值；以及
节气阀控制部，其在所述发电机的再生发电时在所述开度上限值以下的范围控制所述节气阀，
在所述发电机的再生发电期间，所述节气阀的开度被控制为高于预定的基准值，
在从所述发电机的再生发电结束起直到开始针对所述发动机的燃料喷射为止，所述节气阀的开度被控制为低于预定的基准值。
2.根据权利要求1所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述开度上限设定部基于所述蓄电体的状态来设定所述蓄电体的电流上限值，并基于所述电流上限值来设定所述开度上限值。
3.根据权利要求2所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述开度上限设定部随着所述电流上限值下降而降低所述开度上限值。
4.根据权利要求2或3所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述开度上限设定部基于所述蓄电体的温度来设定所述电流上限值。
5.根据权利要求4所述的车辆用电源装置，其特征在于，
在所述蓄电体的温度超过第一温度阈值的区域，所述开度上限设定部随着所述蓄电体的温度上升而降低所述电流上限值。
6.根据权利要求5所述的车辆用电源装置，其特征在于，
在所述蓄电体的温度低于比所述第一温度阈值低的第二温度阈值的区域，所述开度上限设定部随着所述蓄电体的温度下降而降低所述电流上限值。
7.根据权利要求2或3所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述开度上限设定部基于所述蓄电体的充电状态来设定所述电流上限值。
8.根据权利要求7所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述开度上限设定部随着所述充电状态上升而降低所述电流上限值。
9.根据权利要求1所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述开度上限设定部基于所述蓄电体的温度来设定所述开度上限值。
10.根据权利要求9所述的车辆用电源装置，其特征在于，
在所述蓄电体的温度超过第一温度阈值的区域，所述开度上限设定部随着所述蓄电体的温度上升而降低所述开度上限值。
11.根据权利要求10所述的车辆用电源装置，其特征在于，
在所述蓄电体的温度低于比所述第一温度阈值低的第二温度阈值的区域，所述开度上限设定部随着所述蓄电体的温度下降而降低所述开度上限值。
12.根据权利要求1所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述开度上限设定部基于所述蓄电体的充电状态来设定所述开度上限值。
13.根据权利要求12所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述开度上限设定部随着所述充电状态上升而降低所述开度上限值。
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