JP2012035756A - Power supply device for vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device for a vehicle which can suppress a voltage drop during a driving operation of a large load by sufficiently utilizing the abilities of capacitors of the small number of capacitors.SOLUTION: The power supply device for a vehicle includes the capacitor 3 charged by a generator 1 mounted on the vehicle or a battery 4 to feed a power to a group of loads 2 mounted on the vehicle by the generator 1 mounted on the vehicle, the battery 4 or the capacitor 3. The power supply device for the vehicle includes voltage drop charging means Q, T, D1, D2, L and C3 for dropping an output voltage of the battery 4 to charge the capacitor 3 and connecting means 5 and D6 for connecting the battery 4 in series to the capacitor 3. When a detected voltage value of a battery voltage detector 8 is V1 or higher and a detected voltage value of a capacitor voltage detector 7 is V2(<V1) or lower, the voltage drop charging means Q to C3 charge the capacitor 3. When the detected voltage of the battery voltage detector 8 is V3 (V2<V3<V1) or lower, the connecting means 5 and D6 connect the battery 4 in series to the capacitor 3 to feed a power to the group of loads 2 mounted on the vehicle from the capacitor 3.

Description

本発明は、エンジンに連動する車載発電機又はバッテリにより充電される蓄電器を備え、車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電する車両用電源装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle power supply device that includes a vehicle-mounted generator or a battery that is charged by a battery that is linked to an engine, and that supplies power to a vehicle-mounted load group by the vehicle-mounted generator, battery, or battery.

近年、車両に搭載される電装品は増加する一方であり、その中でも電動パワーステアリング装置は、頻繁に操作され、大電流が消費される。また、環境への配慮から、停車時にアイドリングを停止するアイドルストップを行なう車両が増加しつつある。このような車両では、従来の車両に比べて頻繁にエンジンを始動させるので、エンジンを始動させるスタータの電源が重要である。   In recent years, the number of electrical components mounted on a vehicle is increasing, and among them, the electric power steering apparatus is frequently operated and consumes a large current. Further, in consideration of the environment, the number of vehicles that perform idle stop for stopping idling when the vehicle is stopped is increasing. In such a vehicle, since the engine is started more frequently than in the conventional vehicle, the power source of the starter for starting the engine is important.

エンジンを始動させる際、スタータが大電流を消費する為、また、電動パワーステアリング装置が操作される際、モータが大電流を消費する為、車両用電源装置の電圧は一時的に低下する。電圧が一時的に低下すると、ランプ類が一時的に暗くなったり、ナビゲーション装置及びECU(Electronic Control Unit)等の電気負荷の電源電圧が低下し、動作が不安定になる等の可能性があった。
その為、バッテリ(主電源)に補助電源としてバックアップバッテリ又は電気二重層キャパシタを並列に接続して、補助電源からの放電によりスタータ及び電動パワーステアリング装置等の大負荷駆動時の電圧低下を抑制することが考えられている。
Since the starter consumes a large current when starting the engine and the motor consumes a large current when the electric power steering apparatus is operated, the voltage of the vehicle power supply device temporarily decreases. If the voltage drops temporarily, the lamps may temporarily darken, the power supply voltage of the electrical load such as the navigation device and ECU (Electronic Control Unit) may drop, and the operation may become unstable. It was.
For this reason, a backup battery or an electric double layer capacitor is connected in parallel to the battery (main power source) as an auxiliary power source, and a voltage drop at the time of driving a large load such as a starter and an electric power steering device is suppressed by discharging from the auxiliary power source. It is considered.

特許文献1には、バッテリと蓄電部との直列回路と、蓄電部の充放電を行うように接続されたDC/DCコンバータと、直列回路とバッテリとに接続され、何れか一方に切替えるスイッチと、スイッチの出力に電力変換器を介して接続されたモータと、DC/DCコンバータ、スイッチ、及び電力変換器に接続された制御回路とを備えた電源装置が開示されている。制御回路は、モータが回生運転を行っているときは、スイッチをバッテリ側に接続し、力行運転を行っているときは、スイッチを直列回路側に接続し、力行運転により蓄電部が放電すれば、DC/DCコンバータにより蓄電部を充電する。   Patent Document 1 includes a series circuit of a battery and a power storage unit, a DC / DC converter connected to charge and discharge the power storage unit, a switch connected to the series circuit and the battery, and a switch for switching to either one of them. A power supply device is disclosed that includes a motor connected to the output of a switch via a power converter, and a DC / DC converter, a switch, and a control circuit connected to the power converter. The control circuit connects the switch to the battery side when the motor is performing regenerative operation, and connects the switch to the series circuit side when performing power running operation. The power storage unit is charged by the DC / DC converter.

特開2009−268343号公報JP 2009-268343 A

上述したように、また、図3Aに示すように、バッテリBに電気二重層キャパシタCを並列に接続した場合、電気二重層キャパシタCから出力できる電荷は、バッテリBとの電圧の差分に限られるという問題がある。また、電気二重層キャパシタのセルをバッテリ電圧に合わせてN個直列に接続すると、セル1個の場合に比べて、容量が1/Nに減少する上、ESR(等価直列抵抗)がN倍となって、電圧降下が大きくなるという問題がある。   As described above and as shown in FIG. 3A, when the electric double layer capacitor C is connected in parallel to the battery B, the electric charge that can be output from the electric double layer capacitor C is limited to the voltage difference from the battery B. There is a problem. Further, when N cells of the electric double layer capacitor are connected in series according to the battery voltage, the capacity is reduced to 1 / N and the ESR (equivalent series resistance) is N times that of a single cell. Thus, there is a problem that the voltage drop becomes large.

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、少ない蓄電器で蓄電器の能力を十分使用して、スタータ及び電動パワーステアリング装置等の大負荷駆動時の電圧低下を抑制することができる車両用電源装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and sufficiently uses the capacity of a capacitor with a small number of capacitors to suppress a voltage drop when driving a large load such as a starter and an electric power steering device. An object of the present invention is to provide a vehicular power supply device.

本発明に係る車両用電源装置では、大負荷が作動して、電源電圧が低下し始めると、図3Bに示すようにバッテリBに蓄電器を1つ直列に接続した経路を、バッテリBから負荷群への経路に追加する。尚、複数の蓄電器を並列に接続したものを、バッテリBに直列に接続しても、同様の作用効果を得ることができるのは当然であり言うまでもない。   In the vehicular power supply apparatus according to the present invention, when a large load is activated and the power supply voltage starts to decrease, a path in which one battery is connected in series to the battery B is connected from the battery B to the load group as shown in FIG. Add to the route to Needless to say, even if a plurality of capacitors connected in parallel are connected in series to the battery B, the same effect can be obtained.

第1発明に係る車両用電源装置は、エンジンに連動する車載発電機又はバッテリにより充電される蓄電器と、前記バッテリの出力電圧を検出するバッテリ電圧検出器と、前記蓄電器の出力電圧を検出する蓄電器電圧検出器とを備え、前記車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置において、前記バッテリの出力電圧を降圧して前記蓄電器に充電する降圧充電手段と、前記バッテリ及び蓄電器を直列接続する接続手段とを備え、前記バッテリ電圧検出器が検出した電圧値がV1以上であり、前記蓄電器電圧検出器が検出した電圧値がV2(<V1)以下であるときに、前記降圧充電手段が蓄電器に充電し、前記バッテリ電圧検出器が検出した電圧値がV3(V2<V3<V1)以下であるときに、前記接続手段が、バッテリ及び蓄電器を直列接続し、蓄電器から前記車載負荷群に給電するように構成してあることを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a vehicular power supply device comprising: an on-vehicle generator linked to an engine or a battery that is charged by a battery; a battery voltage detector that detects an output voltage of the battery; and a battery that detects an output voltage of the battery. In a vehicle power supply device comprising a voltage detector and configured to supply power to an in-vehicle load group by the on-vehicle generator, battery, or capacitor, step-down charging that steps down the output voltage of the battery and charges the capacitor And a connection means for connecting the battery and the battery in series, the voltage value detected by the battery voltage detector is V1 or more, and the voltage value detected by the battery voltage detector is V2 (<V1) or less When the step-down charging means charges the battery, the voltage value detected by the battery voltage detector is V3 (V2 <V3 <V1) or less. To come, the connecting means, the battery and capacitor are connected in series, characterized in that the capacitor is arranged to supply power to the vehicle load group.

この車両用電源装置では、蓄電器が、エンジンに連動する車載発電機又はバッテリにより充電され、バッテリ電圧検出器が、バッテリの出力電圧を検出する。蓄電器電圧検出器が、蓄電器の出力電圧を検出し、車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電する。降圧充電手段が、バッテリの出力電圧を降圧して蓄電器に充電し、接続手段が、バッテリ及び蓄電器を直列接続する。バッテリ電圧検出器が検出した電圧値がV1以上であり、蓄電器電圧検出器が検出した電圧値がV2(<V1)以下であるときに、降圧充電手段が蓄電器に充電する。バッテリ電圧検出器が検出した電圧値がV3(V2<V3<V1)以下であるときに、接続手段が、バッテリ及び蓄電器を直列接続し、蓄電器から車載負荷群に給電する。   In this vehicle power supply device, the battery is charged by an on-vehicle generator or battery that is linked to the engine, and the battery voltage detector detects the output voltage of the battery. The capacitor voltage detector detects the output voltage of the capacitor and supplies power to the vehicle load group by the vehicle generator, battery or capacitor. The step-down charging means steps down the output voltage of the battery and charges the battery, and the connection means connects the battery and the battery in series. When the voltage value detected by the battery voltage detector is V1 or higher and the voltage value detected by the battery voltage detector is V2 (<V1) or lower, the step-down charging means charges the battery. When the voltage value detected by the battery voltage detector is V3 (V2 <V3 <V1) or less, the connecting means connects the battery and the battery in series and feeds power from the battery to the in-vehicle load group.

第2発明に係る車両用電源装置は、前記接続手段は、前記バッテリの正電極及び蓄電器の負電極間に順方向接続された第1ダイオードと、該蓄電器の正電極及び前記車載負荷群間に接続されたスイッチとを有しており、前記車載発電機及びバッテリの各正電極間に順方向接続された第2ダイオードと、前記バッテリの正電極、及び前記スイッチの車載負荷群側端子間に順方向接続された第3ダイオードとを更に備えることを特徴とする。   In the vehicular power supply device according to a second aspect of the present invention, the connection means includes a first diode connected in a forward direction between the positive electrode of the battery and the negative electrode of the battery, and the positive electrode of the battery and the vehicle load group. A second diode connected in a forward direction between the on-vehicle generator and each positive electrode of the battery, and between the positive electrode of the battery and the on-board load group side terminal of the switch. And a third diode connected in the forward direction.

この車両用電源装置では、接続手段は、第1ダイオードがバッテリの正電極及び蓄電器の負電極間に順方向接続され、スイッチが蓄電器の正電極及び車載負荷群間に接続されている。第2ダイオードが、車載発電機及びバッテリの各正電極間に順方向接続され、第3ダイオードが、バッテリの正電極、及びスイッチの車載負荷群側端子間に順方向接続されている。   In this vehicle power supply device, the connection means includes a first diode connected in the forward direction between the positive electrode of the battery and the negative electrode of the battery, and a switch connected between the positive electrode of the battery and the in-vehicle load group. The second diode is forward-connected between the positive electrodes of the in-vehicle generator and the battery, and the third diode is forward-connected between the positive electrode of the battery and the in-vehicle load group side terminal of the switch.

第3発明に係る車両用電源装置は、前記降圧充電手段は、前記バッテリの出力電圧が与えられる一次コイル、及び整流回路が接続された二次コイルが絶縁された絶縁トランスと、前記一次コイルに与えられる出力電圧をオン/オフするチョッパとを有することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, the step-down charging means includes: a primary coil to which the output voltage of the battery is applied; an insulation transformer in which a secondary coil to which a rectifier circuit is connected is insulated; and the primary coil. And a chopper for turning on / off a given output voltage.

この車両用電源装置では、降圧充電手段は、絶縁トランスが、バッテリの出力電圧が与えられる一次コイル、及び整流回路が接続された二次コイルが絶縁され、チョッパが、絶縁トランスの一次コイルに与えられる出力電圧をオン/オフする。   In this vehicular power supply device, the step-down charging means includes an insulating transformer, a primary coil to which the output voltage of the battery is applied, and a secondary coil to which the rectifier circuit is connected is insulated, and a chopper is provided to the primary coil of the insulating transformer. The output voltage to be turned on / off.

本発明に係る車両用電源装置によれば、少ない蓄電器で蓄電器の能力を十分活用して、スタータ及び電動パワーステアリング装置等の大負荷駆動時の電圧低下を抑制することが可能な車両用電源装置を実現することができる。   According to the vehicle power supply device of the present invention, the vehicle power supply device that can sufficiently suppress the voltage drop at the time of driving a large load, such as a starter and an electric power steering device, by sufficiently utilizing the capacity of the capacitor with a small number of capacitors. Can be realized.

本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of embodiment of the vehicle power supply device which concerns on this invention. 図1に示す車両用電源装置の動作を説明する為のブロック図である。It is a block diagram for demonstrating operation | movement of the vehicle power supply device shown in FIG. 本発明に係る車両用電源装置の原理を説明する為の回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the principle of the power supply device for vehicles which concerns on this invention.

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
図1は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
この車両用電源装置は、エンジン9に連動してオルタネータ(車載発電機、交流発電機)1が発電する。発電された電力は、オルタネータ1内で直流に変換され、逆流防止用のダイオード(第2ダイオード)D4を経由して、バッテリ(鉛蓄電池)4に与えられる。また、オルタネータ1が発電した電力、及びバッテリ4が出力した電力は、逆流防止用のダイオード(第3ダイオード)D5を経由して、車両に搭載された負荷群(車載負荷群)2に与えられる。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a vehicle power supply device according to the present invention.
In this vehicle power supply device, an alternator (on-vehicle generator, AC generator) 1 generates power in conjunction with the engine 9. The generated electric power is converted into direct current in the alternator 1 and supplied to the battery (lead storage battery) 4 through a backflow prevention diode (second diode) D4. The power generated by the alternator 1 and the power output by the battery 4 are given to a load group (vehicle load group) 2 mounted on the vehicle via a backflow prevention diode (third diode) D5. .

バッテリ4の正電極が、逆流防止用のダイオード(第1ダイオード、接続手段)D6を経由して電気二重層キャパシタ(蓄電器)3の負電極に接続され、電気二重層キャパシタ3の正電極は、スイッチ(接続手段)5を経由して、ダイオードD5のカソード及び負荷群2に接続されている。
バッテリ4の正電極に、絶縁トランスTの一次コイルの一方の端子が接続され、一次コイルの他方の端子には、NチャネルMOS型FETQのドレイン、及びダイオードD3のアノードが接続されている。FETQのソースはバッテリ4の負電極に接続されている。
The positive electrode of the battery 4 is connected to the negative electrode of the electric double layer capacitor (capacitor) 3 via a backflow prevention diode (first diode, connection means) D6. The positive electrode of the electric double layer capacitor 3 is A switch (connection means) 5 is connected to the cathode of the diode D5 and the load group 2.
One terminal of the primary coil of the insulation transformer T is connected to the positive electrode of the battery 4, and the drain of the N-channel MOS FET Q and the anode of the diode D3 are connected to the other terminal of the primary coil. The source of the FETQ is connected to the negative electrode of the battery 4.

絶縁トランスTの一次コイルの一方の端子、及びダイオードD3のカソード間には、抵抗R2及びコンデンサC2の並列回路が接続されている。
FETQのドレイン及びソース間に、コンデンサC4及び抵抗R1の直列回路が接続され、FETQのゲートは、制御部6によりオン/オフ制御される。
バッテリ4の正電極及び負電極間に、コンデンサC1が接続されている。
A parallel circuit of a resistor R2 and a capacitor C2 is connected between one terminal of the primary coil of the insulating transformer T and the cathode of the diode D3.
A series circuit of a capacitor C4 and a resistor R1 is connected between the drain and source of the FET Q, and the gate of the FET Q is ON / OFF controlled by the control unit 6.
A capacitor C <b> 1 is connected between the positive electrode and the negative electrode of the battery 4.

絶縁トランスTの二次コイルの一方の端子には、ダイオードD2のアノードが、二次コイルの他方の端子には、ダイオードD1のアノードがそれぞれ接続され、ダイオードD1,D2の各カソードは、平滑コイルLの一方の端子に共通接続されている。平滑コイルLの他方の端子には、平滑コンデンサC3の正電極が接続され、平滑コンデンサC3の負電極は、二次コイルの他方の端子に接続されている。
平滑コンデンサC3には、電気二重層キャパシタ3が並列接続されている。
The anode of the diode D2 is connected to one terminal of the secondary coil of the isolation transformer T, the anode of the diode D1 is connected to the other terminal of the secondary coil, and the cathodes of the diodes D1 and D2 are connected to the smoothing coil. It is commonly connected to one terminal of L. The other terminal of the smoothing coil L is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor C3, and the negative electrode of the smoothing capacitor C3 is connected to the other terminal of the secondary coil.
The electric double layer capacitor 3 is connected in parallel to the smoothing capacitor C3.

電気二重層キャパシタ3の両電極間の電圧値Vcが、制御部6が内蔵する電圧検出器(蓄電器電圧検出器)7により検出され、バッテリ4の出力電圧値Vbが、制御部6が内蔵する電圧検出器(バッテリ電圧検出器)8により検出される。
制御部6は、電圧検出器7が検出した電圧値Vc、及び電圧検出器8が検出した出力電圧値Vbに基づき、スイッチ5のオン/オフを制御し、FETQのゲートをオン/オフ制御(チョッピング)する。
A voltage value Vc between both electrodes of the electric double layer capacitor 3 is detected by a voltage detector (capacitor voltage detector) 7 built in the control unit 6, and an output voltage value Vb of the battery 4 is built in the control unit 6. It is detected by a voltage detector (battery voltage detector) 8.
Based on the voltage value Vc detected by the voltage detector 7 and the output voltage value Vb detected by the voltage detector 8, the control unit 6 controls on / off of the switch 5 and on / off control of the gate of the FETQ ( Chopping).

以下に、このような構成の本発明に係る車両用電源装置の動作を説明する。
エンジン9に連動してオルタネータ1が発電した電力は、ダイオードD4を経由して、バッテリ4に充電されると共に、ダイオードD5を経由して、負荷群2に与えられる。オルタネータ1から負荷群2に与えられる電力が不足するとき、及びオルタネータ1が停止しているときは、バッテリ4からの電力が、ダイオードD5を経由して負荷群2に与えられる。
Below, operation | movement of the power supply device for vehicles which concerns on this invention of such a structure is demonstrated.
The electric power generated by the alternator 1 in conjunction with the engine 9 is charged to the battery 4 via the diode D4 and given to the load group 2 via the diode D5. When the power supplied from the alternator 1 to the load group 2 is insufficient and when the alternator 1 is stopped, the power from the battery 4 is supplied to the load group 2 via the diode D5.

制御部6は、電圧検出器8が検出したバッテリ4の出力電圧値Vbが、例えば10V(V3)より高いときは、図1に示すように、スイッチ5をオフにしておく。
制御部6は、電圧検出器8が検出した出力電圧値Vbが例えば12V(V1)以上であり、電圧検出器7が検出した電気二重層キャパシタ3の両電極間の電圧値Vcが1.9V(V2)以下であるとき、FETQのゲートをオン/オフ制御(チョッピング)する。
When the output voltage value Vb of the battery 4 detected by the voltage detector 8 is higher than 10 V (V3), for example, the controller 6 turns off the switch 5 as shown in FIG.
In the control unit 6, the output voltage value Vb detected by the voltage detector 8 is, for example, 12V (V1) or more, and the voltage value Vc between both electrodes of the electric double layer capacitor 3 detected by the voltage detector 7 is 1.9V. (V2) When it is equal to or lower, the gate of the FETQ is on / off controlled (chopped).

制御部6がFETQのゲートをチョッピングすることにより、絶縁トランスTが、バッテリ4の出力電圧(例えば約13V)を約2Vに降圧する。降圧された電圧は、ダイオードD1,D2、平滑コイルL及び平滑コンデンサC3により整流平滑され、図1に示すように、電気二重層キャパシタ3に充電される。
電気二重層キャパシタ3の充電電圧が2Vである場合、電気二重層キャパシタ3の正電極の電圧は、バッテリ4の出力電圧(例えば約13V)がダイオードD6を通じて加算されて、約15Vになっている。
When the control unit 6 chops the gate of the FETQ, the insulating transformer T steps down the output voltage (for example, about 13V) of the battery 4 to about 2V. The stepped down voltage is rectified and smoothed by the diodes D1 and D2, the smoothing coil L, and the smoothing capacitor C3, and charged in the electric double layer capacitor 3 as shown in FIG.
When the charging voltage of the electric double layer capacitor 3 is 2V, the voltage of the positive electrode of the electric double layer capacitor 3 is about 15V by adding the output voltage (for example, about 13V) of the battery 4 through the diode D6. .

制御部6は、電圧検出器7が検出した電圧値Vcが例えば2.1Vになると、FETQのゲートのチョッピングを停止し、電気二重層キャパシタ3の自然放電等により電圧値Vcが1.9V(V2)以下になると、FETQのゲートのチョッピングを開始する。制御部6は、また、電圧検出器8が検出した出力電圧値Vbが、例えば12V(V1)より低いときは、FETQのゲートのチョッピングを停止する。   When the voltage value Vc detected by the voltage detector 7 becomes 2.1 V, for example, the control unit 6 stops chopping the gate of the FET Q, and the voltage value Vc is 1.9 V (due to natural discharge of the electric double layer capacitor 3). When V2) or less, chopping of the gate of FETQ is started. Further, the control unit 6 stops the chopping of the gate of the FETQ when the output voltage value Vb detected by the voltage detector 8 is lower than 12 V (V1), for example.

制御部6は、エンジンが始動され、又は電動パワーステアリング装置等の大負荷が操作され、電圧検出器8が検出したバッテリ4の出力電圧値Vbが例えば10V(V3)以下になると、図2に示すように、スイッチ5をオンにする。この際、制御部6は、電圧検出器8が検出した出力電圧値Vbが、12Vより低くなっているので、FETQのゲートのチョッピングを停止している。   When the engine is started or a large load such as an electric power steering device is operated and the output voltage value Vb of the battery 4 detected by the voltage detector 8 becomes, for example, 10 V (V3) or less, the control unit 6 As shown, switch 5 is turned on. At this time, since the output voltage value Vb detected by the voltage detector 8 is lower than 12V, the controller 6 stops chopping the gate of the FETQ.

制御部6がスイッチ5をオンにすると、バッテリ4の出力電圧値Vbより約2V高い電気二重層キャパシタ3の正電極からスイッチ5を通じて電流が流れ、それに応じて、バッテリ4から出力される電流が抑制され、バッテリ4の内部抵抗による電圧降下が抑制されて、出力電圧値Vbは上昇する。その結果、負荷群2へ印加される電圧は上昇するか、又は10V程度から低下しない。
スイッチ5がオンであれば、電気二重層キャパシタ3からは蓄電電荷の殆どを出力することが可能である。
When the control unit 6 turns on the switch 5, a current flows through the switch 5 from the positive electrode of the electric double layer capacitor 3 that is about 2 V higher than the output voltage value Vb of the battery 4, and accordingly, the current output from the battery 4 is The voltage drop due to the internal resistance of the battery 4 is suppressed, and the output voltage value Vb increases. As a result, the voltage applied to the load group 2 increases or does not decrease from about 10V.
If the switch 5 is on, most of the stored charge can be output from the electric double layer capacitor 3.

ここで、電気二重層キャパシタ3の容量をC、放電時の電圧変化を△V、放電時の電流値をI、放電時間をt(秒)とすると、供給(放電)可能電荷=C・△V=I・tである。
例えば、電動パワーステアリング装置の作動時に、電荷が100A×5s=500As必要であるとする。電気二重層キャパシタ3の容量C=72Fのとき、電気二重層キャパシタ3からは約72×2=144(As)が供給可能である。従って、バッテリ4の負荷は、500−144=356Asに低減することができる。
Here, assuming that the capacitance of the electric double layer capacitor 3 is C, the voltage change during discharge is ΔV, the current value during discharge is I, and the discharge time is t (seconds), the charge that can be supplied (discharge) = C · Δ V = I · t.
For example, it is assumed that a charge of 100 A × 5 s = 500 As is required when the electric power steering apparatus is operated. When the capacitance C of the electric double layer capacitor 3 is 72 F, about 72 × 2 = 144 (As) can be supplied from the electric double layer capacitor 3. Therefore, the load of the battery 4 can be reduced to 500−144 = 356As.

制御部6は、電圧検出器8が検出した出力電圧値Vbが例えば10.5V以上になると、又は電圧検出器7が検出した電圧値Vcが例えば0.1V以下になると、スイッチ5をオフにする。
その後、制御部6は、電圧検出器8が検出した出力電圧値Vbが例えば12V(V1)以上に回復すると、FETQのゲートをチョッピングして、電気二重層キャパシタ3への充電を開始する。
The controller 6 turns off the switch 5 when the output voltage value Vb detected by the voltage detector 8 becomes 10.5 V or more, or when the voltage value Vc detected by the voltage detector 7 becomes 0.1 V or less, for example. To do.
Thereafter, when the output voltage value Vb detected by the voltage detector 8 recovers to, for example, 12 V (V1) or more, the control unit 6 chops the gate of the FET Q and starts charging the electric double layer capacitor 3.

1 オルタネータ(車載発電機)
2 負荷群(車載負荷群)
3 電気二重層キャパシタ(蓄電器)
4 バッテリ
5 スイッチ(接続手段)
6 制御部
7 電圧検出器(蓄電器電圧検出器)
8 電圧検出器(バッテリ電圧検出器)
9 エンジン
C1,C2,C4 コンデンサ
C3 平滑コンデンサ(降圧充電手段)
D1〜D3 ダイオード
D4 ダイオード(第2ダイオード)
D5 ダイオード(第3ダイオード)
D6 ダイオード(第1ダイオード、接続手段)
L 平滑コイル(降圧充電手段)
Q (NチャネルMOS型)FET(降圧充電手段)
R1,R2 抵抗
T 絶縁トランス(降圧充電手段)
1 Alternator (on-vehicle generator)
2 Load group (vehicle load group)
3 Electric double layer capacitor (capacitor)
4 Battery 5 Switch (connecting means)
6 Control unit 7 Voltage detector (capacitor voltage detector)
8 Voltage detector (battery voltage detector)
9 Engine C1, C2, C4 Capacitor C3 Smoothing capacitor (step-down charging means)
D1-D3 diode D4 diode (second diode)
D5 diode (third diode)
D6 diode (first diode, connection means)
L Smoothing coil (Step-down charging means)
Q (N-channel MOS type) FET (step-down charging means)
R1, R2 Resistance T Insulation transformer (Step-down charging means)

Claims (3)

エンジンに連動する車載発電機又はバッテリにより充電される蓄電器と、前記バッテリの出力電圧を検出するバッテリ電圧検出器と、前記蓄電器の出力電圧を検出する蓄電器電圧検出器とを備え、前記車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置において、
前記バッテリの出力電圧を降圧して前記蓄電器に充電する降圧充電手段と、前記バッテリ及び蓄電器を直列接続する接続手段とを備え、前記バッテリ電圧検出器が検出した電圧値がV1以上であり、前記蓄電器電圧検出器が検出した電圧値がV2(<V1)以下であるときに、前記降圧充電手段が蓄電器に充電し、前記バッテリ電圧検出器が検出した電圧値がV3(V2<V3<V1)以下であるときに、前記接続手段が、バッテリ及び蓄電器を直列接続し、蓄電器から前記車載負荷群に給電するように構成してあることを特徴とする車両用電源装置。
An on-vehicle generator linked to an engine or an accumulator charged by a battery, a battery voltage detector for detecting an output voltage of the battery, and an accumulator voltage detector for detecting an output voltage of the accumulator; In the vehicle power supply device configured to supply power to the in-vehicle load group by a battery or a capacitor,
Step-down charging means for stepping down the output voltage of the battery and charging the battery, and connection means for connecting the battery and the battery in series, and the voltage value detected by the battery voltage detector is V1 or more, When the voltage value detected by the battery voltage detector is V2 (<V1) or less, the step-down charging means charges the battery, and the voltage value detected by the battery voltage detector is V3 (V2 <V3 <V1). When the following is true, the connection means is configured to connect a battery and a capacitor in series and supply power from the capacitor to the in-vehicle load group.
前記接続手段は、前記バッテリの正電極及び蓄電器の負電極間に順方向接続された第1ダイオードと、該蓄電器の正電極及び前記車載負荷群間に接続されたスイッチとを有しており、前記車載発電機及びバッテリの各正電極間に順方向接続された第2ダイオードと、前記バッテリの正電極、及び前記スイッチの車載負荷群側端子間に順方向接続された第3ダイオードとを更に備える請求項1記載の車両用電源装置。   The connection means includes a first diode connected in a forward direction between the positive electrode of the battery and the negative electrode of the battery, and a switch connected between the positive electrode of the battery and the vehicle load group, A second diode connected in a forward direction between each positive electrode of the on-vehicle generator and the battery, and a third diode connected in a forward direction between the positive electrode of the battery and the on-vehicle load group side terminal of the switch. The power supply device for vehicles according to claim 1 provided. 前記降圧充電手段は、前記バッテリの出力電圧が与えられる一次コイル、及び整流回路が接続された二次コイルが絶縁された絶縁トランスと、前記一次コイルに与えられる出力電圧をオン/オフするチョッパとを有する請求項2記載の車両用電源装置。   The step-down charging means includes a primary coil to which an output voltage of the battery is applied, an insulation transformer in which a secondary coil connected to a rectifier circuit is insulated, and a chopper for turning on / off the output voltage applied to the primary coil; The vehicle power supply device according to claim 2, comprising:
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