JP2014227066A

JP2014227066A - 車両の電源供給装置

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Publication number: JP2014227066A
Application number: JP2013108825A
Authority: JP
Inventors: 陽平明石; Yohei Akashi; 田中　英之; Hideyuki Tanaka; 英之田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2014-12-08
Anticipated expiration: 2033-05-23
Also published as: US9902282B2; US20140346865A1; DE102014206294A1; JP5646003B2

Abstract

【課題】電動過給機の駆動によって生じる電圧降下や電圧変動による他の車載電機器への悪影響を抑制し電動過給機への安定的な電力供給を行ないつつ、バッテリの劣化を抑えバッテリの長寿命化を実現できる電源装置を提供する。
【解決手段】キャパシタ101とバッテリ102との並列接続、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続、および前記キャパシタおよび前記バッテリの独立接続の何れか一に択一的に接続切り替えする接続切り替え手段106〜109を備え、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた、前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続の回路、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続の回路、および前記キャパシタの独立接続の回路、の何れか一の回路によって、前記電動過給機へ電力供給が選択的に行われる。
【選択図】図２

Description

この発明は、内燃機関の吸気通路上に配置されて電動機により駆動される電動過給機運転による車載電機器への影響を抑制する電源装置に関し、特にバッテリとバッテリと比較して短時間で充放電可能なキャパシタの２電源を使用する車両の電源供給装置に関するものである。

近年、内燃機関の燃費向上策の一つとして、過給ダウンサイジングが広く利用されている。過給ダウンサイジングとは、内燃機関の過給を行ない出力を増加させる過給機を用いて、同出力を維持しつつエンジンの排気量を小さくするものである。エンジン排気量の小型化によりポンピングロスやメカロスなどが低減でき燃費が改善する。この過給機の過渡応答性を高めるために電動機を取り付け、低回転時の過給機の過給不足分を補う電動過給機が開発されている。

上記電動過給機を駆動する際、大出力が必要なために大電流が流れる。そのため、バッテリ端子に電圧降下や電圧変動が発生し他の車載電機器に悪影響を及ぼす可能性がある。

例えば特許文献１では、電動過給機の出力が閾値以上であれば、電動過給機と発電機の電源系は他の車載電機器やバッテリから切り離され、電動過給機は発電機による発電によって駆動され、他の車載電機器はバッテリ電力によって駆動されることが提案されている。これにより電動過給機の大電力消費により発生するバッテリ電圧変動による他の車載電機器への悪影響を抑制している。

また、例えば特許文献２には、バッテリとキャパシタを電動過給機の電源に用い、電動過給機駆動初期には充放電特性の優れたキャパシタを用い、その後バッテリとキャパシタの並列接続で電動過給機を駆動させる。

特開２００３−１６１１５７号公報特開平６−３４６７４７号公報

しかし、上記特許文献１では電動過給機を駆動する際に発電機による電力供給を行っているが、発電機はエンジンの動力により駆動されるため、エンジンの出力が減じドライバーの求める加速力が得られない可能性がある。また、発電機の発電が増えればエンジン負荷が高まり燃費が悪くなってしまう。

また、上記特許文献２では、キャパシタはSOCに応じて電圧が下がる特性をもつため、バッテリとキャパシタを並列接続することで、キャパシタはSOCを残したままほとんどの電力をバッテリから持ち出して電動過給機を駆動する事になる。バッテリからの大電力の入出力を頻繁に行なうとバッテリが劣化する。

本発明は、電動過給機の駆動によって生じる電圧降下や電圧変動による他の車載電機器への悪影響を抑制し電動過給機への安定的な電力供給を行ないつつ、バッテリの劣化を抑えバッテリの長寿命化を実現できる電源装置を提供することを目的とするものである。

この発明に係る車両の電源供給装置は、内燃機関の吸気通路上に配置され電動機によって駆動される電動過給機を含む車載電機器に電力を供給する蓄電装置であるバッテリ、および前記バッテリと比較して短時間で充放電可能なキャパシタを備えた車両の電源供給装置であって、前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続、および前記キャパシタおよび前記バッテリの独立接続の何れか一に択一的に接続切り替えする接続切り替え手段を備え、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた、前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続の回路、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続の回路、および前記キャパシタの独立接続の回路、の何れか一の回路によって、前記電動過給機へ電力供給が選択的に行われるものである。

この発明は、内燃機関の吸気通路上に配置され電動機によって駆動される電動過給機を含む車載電機器に電力を供給する蓄電装置であるバッテリ、および前記バッテリと比較して短時間で充放電可能なキャパシタを備えた車両の電源供給装置であって、前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続、および前記キャパシタおよび前記バッテリの独立接続の何れか一に択一的に接続切り替えする接続切り替え手段を備え、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた、前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続の回路、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続の回路、および前記キャパシタの独立接続の回路、の何れか一の回路によって、前記電動過給機へ電力供給が選択的に行われるので、電動過給機の駆動によって生じる電圧降下や電圧変動による他の車載電機器への悪影響を抑制し電動過給機への安定的な電力供給を行ないつつ、バッテリの劣化を抑えバッテリの長寿命化を実現できる電源装置を提供することができる効果がある。

この発明の実施の形態１に係る電動過給機を搭載したガソリンエンジンの全体を示す構成図である。この発明の実施の形態１に係る電動過給機をもつ車両の電源制御装置の全体を示す構成図である。この発明の実施の形態１に係る電動過給機動作時の電源制御装置の処理を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１に係る発電機動作時の電源制御装置の処理を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１に係る車両の電源装置が２電源を直列接続した場合の接続図である。この発明の実施の形態１に係る車両の電源装置が２電源を並列接続した場合の接続図である。この発明の実施の形態１に係る車両の電源装置が２電源を独立接続した場合の接続図である。この発明の実施の形態１に係る電動過給機動作時の過給仕事と電源からの電力の関係の説明図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、この発明の実施の形態による電動過給機を搭載したガソリンエンジンの全体構成を示す図であり、好ましい形態例の１つを示す。

ガソリンエンジン１６は多気筒エンジンの一気筒のみを断面図として示している。なお本実施の形態で説明する内燃機関は多気筒のガソリンエンジンであるが、ディーゼルエンジンでもロータリーエンジンでも良い。また燃料の噴射方式については、シリンダ１５内に取り付けられたインジェクタ１３により燃料を噴射する直噴エンジンだけでなく、スロットルバルブ１０後のインテークマニホールド１１内に燃料を噴射するポート噴射エンジンにも適用することも可能である。

図１に基づいて電動過給機を搭載したガソリンエンジンの駆動について説明をする。大気中から取り込まれた空気は、まず、エアクリーナー５によって大気中の塵埃を取り除かれる。次に、コンプレッサ上流通路を通り電動過給機のコンプレッサインペラ４を介して、空気が圧縮される。電動過給機３のコンプレッサインペラ４は電動機３と同軸上にあり、電動機３の動力によって駆動が可能な構成である。コンプレッサ４による圧縮が不要の時はバイパスバルブ６を開き、吸気をバイパスさせる。

次に、機械式ターボのコンプレッサ８を通過し、排気ガスの流量が十分にありタービン１８によりコンプレッサ８が回転される状況では吸気がさらに圧縮される。ここで、コンプレッサ８による圧縮（過給）中に後段のスロットルバルブ１０が閉じられた際にコンプレッサ８からスロットルバルブ１０までの吸気通路内の過給圧が高まり過ぎるため、吸気を前段に還流するためにブローオフバルブ７が開かれる。

圧縮された空気は、圧力上昇により温度が上昇しているため、充填効率を向上させる目的でインタークーラ９によって冷却を行う。この空気あるいはポート噴射エンジンの場合は混合気が、アクチュエータによって駆動されるスロットルバルブ１０の開度に応じて、エンジン１６内に吸入される。吸入弁１２が開き過給された空気がシリンダ１５内に充填され点火プラグ１４により点火させ燃焼させる。燃焼ガスは排気弁１７により排気され、機械式ターボのタービンホイール１８を駆動する。また過給圧が高まりすぎるとエンジン内部でのノッキングやプリイグニッションなどの異常燃焼を引き起こすためコンプレッサ８による圧縮が不要の時はウエストゲート１９によって排ガスをバイパスさせる。

図２は、本実施形態の電動過給機の電源制御装置の全体を示す構成図である。同図において電動過給の電源制御装置は、電動過給機モータ３と、電動過給機モータ３の駆動制御するインバータ２と、車両の電源であるキャパシタ１０１とバッテリ１０２と、車載電機器１０３と、発電機１０４と、電源系の母線電圧を検出する電圧計１０５と、２電源の接続状態を変更する開閉スイッチ１０６、１０７、１０８、１０９と開閉スイッチを制御するコントローラ１１０とから主に構成される。

電動過給機３は、排気エネルギーを利用し駆動する機械式ターボチャージャの後段に取り付けられ、機械式ターボチャージャの過給が不足する場合に過給の助勢を行なう。なお、機械式ターボチャージャの過給が不足するのは一般的にエンジンの排ガス流量が不足するエンジン低回転、高トルク域である。また、機械式ターボと電動過給機３は、コンプレッサおよびタービン軸に電動機を取り付けられた電動アシストターボチャージャを用いても良い。インバータ２は、電動過給機モータ３を駆動制御するもので、コントローラ１１０からの要求によって動作する。

発電機１０４は、オルタネータまたはモータジェネレータであり、内燃機関の動力部からエネルギーを電気エネルギーに変換する。本発明で発電機１０４は、キャパシタ１０１もしくはバッテリ１０２の充電および電動過給機や車載電機器１０３や電動過給機などへの電力供給を行う。車載電機器１０３は、エンジンを始動するスタータやカーオーディオやヘッドランプ等の電気機器が挙げられる。

バッテリ１０２は鉛電池を利用し、キャパシタ１０１は電気２重層などの充放電特性の優れた蓄電デバイスを利用する。一般的にキャパシタは鉛電池より充放電特性に優れるが、ＳＯＣ低下により電圧降下するため、鉛電池とキャパシタでお互いの欠点を補い合う。

コントローラ１１０は、キャパシタの内部状態検出手段、バッテリの内部状態検出手段、母線電圧の検出手段を持ち、これらの検出状態と上位のＥＣＵからの電動過給機への要求とから演算を行う。また、開閉スイッチ１０６、１０７、１０８、１０９を制御して２電源の接続状態を制御するものである。なお、この実施形態では、コントローラ１１０で開閉スイッチ１０６、１０７、１０８、１０９を制御するが、例えばインバータ２や上位のＥＣＵ等に開閉スイッチ制御機能を集約しても良い。

図３は、本実施形態の電動過給要求時の２電源の接続処理を示すフローチャートである。電動過給機への要求出力は、ドライバーのアクセルなどに応じた加速要求が内燃機関の回転数やトルクに応じて車両のＥＣＵから指令される。Ｓ１０１では、前記電動過給機への要求出力の有無を判定し、要求出力が無い場合は、Ｓ１０４の２電源は並列接続となる。並列接続は開閉スイッチ１０６、１０８、１０９が閉じられ、開閉スイッチ１０７が開かれた状態である（図５）。並列接続では瞬時に取り出せる電流の出力が向上する。

Ｓ１０１で電動過給機への出力要求が有った場合で、かつＳ１０２で電動過給機への要求出力が事前にコントローラ１１０内で定められた閾値より小さく、Ｓ１０３でキャパシタの電圧もしくはＳＯＣが事前にコントローラ１１０内で定められた閾値より大きい場合は、Ｓ１０５で電動過給機の電力をキャパシタのみで供給し、それ以外の車載機器の電力はバッテリで供給する独立接続とする。独立接続は開閉スイッチ１０６、１０８が閉じられ、開閉スイッチ１０７、１０９が開かれた状態である（図６）。これによってオーディオなどの他の車載電機器に対する影響をなくすことが可能になる。

ここで、フローには記載しないが電動過給機の出力要求があった場合は、２電源は直列接続としてもよい。直列接続にした場合は電圧はバッテリ電圧とキャパシタ電圧を加算したものになるため、電動過給機動作時の電圧変動や電圧降下があっても他の車載電機器に影響を及ぼさず、同等の効果が得られる。

Ｓ１０１で電動過給の出力要求があった場合で、かつＳ１０２で電動過給機への要求出力が閾値を超えた場合、Ｓ１０６で２電源は直列接続に切り替える。直列接続は開閉スイッチ１０７、１０９が閉じられ、開閉スイッチ１０６、１０８が開かれた状態である（図７）。直列接続時は並列接続時と比較して母線電圧が高くなるため、電動過給機を高出力まで過給することが可能になると同時に高出力な電動過給機などの電気負荷に対して電圧降下を防ぐ事もできる。これによりオーディオなどの他の車載電機器に対する影響をなくすことが可能になる。また同出力で比較した場合も電流を削減できるため損失低減に貢献し電動過給機の効率を向上させることができる。電動過給機への要求出力が閾値を超えない場合でもキャパシタの電圧もしくはＳＯＣが閾値よりも低い場合は、電動過給機を動作させる事が困難になるため２電源の直列接続とする。なお、発電機１０４の出力電圧が小さい場合はキャパシタ１０１の電圧も小さい。ここで、接続切り換え判定に使用する電動過給機への要求出力の閾値は、接続状態によって変更する手段をコントローラ１１０に持ち、ヒステリシス特性を持たせることで、閾値付近で接続が頻繁に切り替わることを防ぐ。

またフローには記載しないが、車両の山登りのような電動過給機への要求出力が継続するような動作点ではキャパシタＳＯＣおよび電圧が低下する場合は、発電機１０４により発電を行なう。発電機はエンジンの動力を使用するためエンジンの出力は低下するが、電動過給機に使用するエネルギーはエンジン出力としてより大きなエネルギーとなるため、電動過給を停止するよりは発電しながら過給を行なった方がエンジン出力としては大きい。

図４は、本実施形態の発電要求時の２電源の接続処理を示すフローチャートであり、同図に基づいて発電要求時の２電源の接続について説明する。発電要求は、基本的にはバッテリやキャパシタなどの蓄電装置のＳＯＣが低い場合や、ドライバーの運転状態が加速していない場合など減速エネルギーを積極的に行いたい場合に上位のＥＣＵから発電要求がある。Ｓ２０１では、前記発電機への要求出力の有無を判定し、要求出力が無い場合は、Ｓ２０４の２電源は並列接続とする。並列接続は開閉スイッチ１０６、１０８、１０９が閉じられ、開閉スイッチ１０７が開かれた状態である（図５）。並列接続では電流の受入れ性が向上し、母線電圧の電圧変動が少ない。

Ｓ２０１で発電機への出力要求が有った場合で、かつＳ２０２で発電機への要求出力が事前にコントローラ１１０内で定められた閾値を超えた場合、Ｓ２０３でキャパシタの電圧もしくはＳＯＣが事前にコントローラ１１０内で定められた閾値以下であればＳ２０６で２電源は直列接続に切り替える。直列接続は開閉スイッチ１０７、１０９が閉じられ、開閉スイッチ１０６、１０８が開かれた状態である（図７）。直列接続時は並列接続時と比較して母線電圧が高くなるため、発電機を高出力まで発電することが可能になる。また同出力で比較した場合も電流を削減できるため損失低減に貢献し発電機の効率を向上させることができる。

Ｓ２０２で発電機への要求出力が事前にコントローラ１１０内で定められた所定の閾値を下回った場合またはＳ２０３でキャパシタ電圧もしくはＳＯＣが所定の閾値よりも大きい場合は、キャパシタが過充電になって発火等の問題が発生しないようキャパシタを切離すためＳ２０５で独立接続とする。独立接続は開閉スイッチ１０６、１０８が閉じられ、開閉スイッチ１０７、１０９が開かれた状態である（図６）。ここで、接続切り換え判定に使用する発電機への要求出力の閾値は、接続状態によって変更する手段をコントローラ１１０に持ち、ヒステリシス特性を持たせることで、閾値付近で接続が頻繁に切り替わることを防ぐ。

ここで、図には記載しないが２電源の接続制御回路にダイオードなどの整流回路をもつ構成にしてもよい。例えば開閉スイッチ１０７はバッテリからキャパシタへ電流を流し、開閉スイッチ１０８はグランドからキャパシタへ電流を一定方向に流す。同方向にしか電流が流れないよう整流回路を設けることで、２電源の接続切換え時に開閉スイッチが動作しなくなった場合も電源のショートを防ぐ事ができる。

また、バッテリのSOCまたは電圧によって２電源の直列、並列接続を切り換えても良い。すなわちエンジン始動時などにスタータもしくはモータジェネレータを駆動する際にバッテリが劣化していた場合は、キャパシタと直列接続することでエンジン始動が可能になる。

図８は、本実施形態の電動過給要求があった場合の動作と本動作による効果の一例を説明するものである。電動過給機へのトータルの過給仕事は上位のＥＣＵからの要求されるものであり、基本的にはドライバーの求める加速要求と近似であり、時刻t1とt3の間が短いステップ応答に近い形状が望ましい。

ここで機械式ターボの過給仕事の立ち上がりは時刻t1からt5まで要しており、エンジンの排ガス流量が少ないことにより発生するターボラグと呼ばれるもので、電動過給機は本ターボラグを補償するものである。すなわち要求される電動過給の過給仕事は、上位ＥＣＵから要求されるトータルの過給仕事から機械式ターボの過給仕事を減じたものである。ここで機械式ターボの仕事は事前にＥＣＵ内で定められたマップにより求めてもよいし、エンジンの吸気量や過給圧などによって算出してもよい。

次に、電動過給の過給仕事とは電動過給機のモータ・インバータに電力供給することで発生させるため、過給仕事と電力の関係はモータ・インバータ効率・コンプレッサ効率など含んで相関がある。この電動過給機の過給仕事に対して、バッテリとキャパシタの２電源システムからの電力供給方法について説明する。電動過給機の電源装置は、電動過給前の時刻t1以前は並列接続であり、電動過給要求が発生した時刻t1ではキャパシタだけによる電力供給となる独立接続となる。時刻t2で電動過給機への要求出力は閾値を超えるためキャパシタとバッテリの２電源による直列接続となる。ここでもしどちらか一方の１電源システムの場合は電圧が得られず、求められる電動過給の出力が発生できず、ドライバーの求める加速が得られない。次に時刻t4で電動過給機への要求出力は閾値を下回るため、キャパシタだけによる電力供給となる独立接続となる。最後に時刻t5以降は電源を並列接続してキャパシタに充電を行なう。

以上、本実施の形態によると、２電源システムの接続を切り替えることでバッテリ電力の使用を極力抑える事が可能になる。電動過給に必要な電力を供給する電源として入出力特性が優れるキャパシタを極力使用し、電動過給機の使用頻度はドライバーがアクセルを踏むなど加速要求が発生するたびに発生するため高頻度となるが、バッテリからの入出力電力を減ずることでバッテリの寿命を延ばすことが可能になる。

発明の適用は電圧を問わずあらゆる電源システムが適用できるものとし、従来の１２Ｖの電源システムから１６Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ、１００Ｖから１０００Ｖまでの高電圧電源システムに適用できる。

なお、本実施の形態では第一の蓄電デバイスとして鉛バッテリを使用したが、より充放電特性の良いＡＧＭバッテリを用いてもよいし、第二の蓄電デバイスとしてキャパシタを使用したが、他に充放電特性のよいリチウムイオン電池やニッケル水素電池を用いても同様の効果を得ることが可能となる。

本実施の形態１は、前述のように、次のような特徴を有している。
特徴１：内燃機関の吸気通路上に配置されて電動機により駆動される電動過給機と、前記電動過給機を含めた車載電機器向けの蓄電装置であるバッテリと前記バッテリと比較して短時間で充放電可能なキャパシタとを備え、前記電動過給機への電力供給手段として、前記キャパシタの独立接続、前記キャパシタと前記バッテリの直列接続、前記キャパシタと前記バッテリの並列接続から選択できる電気的な接続切り替え手段を持つことを特徴とする電動過給機をもつ車両の電源制御装置である。
特徴２：特徴１において、前記車両の運転状態から前記電動過給への要求出力を演算し、前記電動過給機への要求出力に応じて前記電源の接続切り替え手段を制御することを特徴とする車両の電源制御装置である。
特徴３：特徴１または特徴２において、前記キャパシタの内部状態検出手段を備え、前記キャパシタの内部状態に応じて前記発電機と前記電源の接続切り替え手段を制御することを特徴とする車両の電源制御装置である。
特徴４：特徴１〜特徴３の何れか一において、前記内燃機関の動力を用いて発電を行なう発電機を備え、前記車両の運転状態から前記発電機への要求出力を演算し、前記発電機への要求出力に応じて前記電源の接続切り替え手段を制御することを特徴とする車両の電源制御装置である。
特徴５：特徴１〜特徴４の何れか一において、前記電動過給機と前記発電機と前記内燃機関を始動させるスタータと他の車載機器が接続された電源の母線電圧検出手段を備え、前記母線電圧に応じて、前記電源の接続切り替え手段を制御することを特徴とする車両の電源制御装置である。
特徴６：特徴１〜特徴５の何れか一において、前記バッテリの内部状態検出手段を備え、前記バッテリの内部状態に応じて、前記電源の接続切り換え判定値を変更することを特徴とする車両の電源制御装置である。
特徴７：特徴１〜特徴６の何れか一において、前記電源の接続状態に応じて、前記電源の接続切り換え判定値を変更することを特徴とする車両の電源制御装置である。
特徴８：特徴１〜特徴７の何れか一において、前記電源の接続切換え回路は前記接続切換え回路内を電流が流れる方向が一定になるような整流回路をもつことを特徴とする車両の電源制御装置である。

また、観点をかえると、本実施の形態１は、前述のように、次のような特徴を有している。
特徴１ｂ：内燃機関の吸気通路上に配置され電動機によって駆動される電動過給機を含む車載電機器に電力を供給する蓄電装置であるバッテリ、および前記バッテリと比較して短時間で充放電可能なキャパシタを備えた車両の電源供給装置であって、前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続、および前記キャパシタおよび前記バッテリの独立接続の何れか一に択一的に接続切り替えする接続切り替え手段を備え、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた、前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続の回路、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続の回路、および前記キャパシタの独立接続の回路、の何れか一の回路によって、前記電動過給機へ電力供給が選択的に行われることを特徴とする車両の電源供給装置である。
特徴２ｂ：特徴１ｂに記載の車両の電源供給装置において、前記車両の運転状態から前記電動過給への要求出力に応じて前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えが行われることを特徴とする車両の電源供給装置である。
特徴３ｂ：特徴１ｂまたは特徴２ｂに記載の車両の電源供給装置において、前記キャパシタの充電状態に応じて前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えが行われることを特徴とする車両の電源供給装置である。
特徴４ｂ：特徴１ｂ〜特徴３ｂの何れか一に記載の車両の電源供給装置において、前記車両の内燃機関の動力を用いて発電を行なう発電機への前記車両の運転状態に基づく要求出力に応じて前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えが行われることを特徴とする車両の電源供給装置である。
特徴５ｂ：特徴１ｂ〜特徴４ｂの何れか一に記載の車両の電源供給装置において、前記電動過給機と前記車両の内燃機関の動力を用いて発電を行なう発電機と前記内燃機関を始動させるスタータと他の車載機器とが接続された電源の母線電圧に応じて前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えが行われることを特徴とする車両の電源供給装置である。
特徴６ｂ：特徴１ｂ：〜特徴５ｂの何れか一に記載の車両の電源供給装置において、前記バッテリの充電状態に応じて前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えが行われることを特徴とする車両の電源供給装置である。
特徴７ｂ：特徴１ｂ〜特徴６ｂの何れか一に記載の車両の電源供給装置において、前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えの判定値が変更可能であることを特徴とする車両の電源供給装置である。
特徴８ｂ：特徴１ｂ〜特徴７ｂの何れか一に記載の車両の電源供給装置において、
前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えを行う回路に、電流が流れる方向を一定方向にする整流が設けられていることを特徴とする車両の電源供給装置である。

以上、本発明の実施形態に関して説明したが、本発明はこの実施の形態のみに限られるものではなく、本発明の範囲内においてほかに種々の実施の形態が可能であることは当業者にとって明らかである。本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することができる。
なお、各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。

１電動過給機電源制御装置、１０１キャパシタ、
１０２バッテリ、１０３車載電気器、
１０４発電機、１０５電圧計、
１０６開閉スイッチ、１０７開閉スイッチ、
１０８開閉スイッチ、１０９開閉スイッチ、
１１０コントローラ、２インバータ、
３電動機、４コンプレッサインペラ、
５エアクリーナー、６電動過給機バイパスバルブ、
７ブローオフバルブ、８コンプレッサ、
９インタークーラ、１０スロットルバルブ、
１１インテックマニホールド、１２吸入弁、
１３インジェクタ、１４点火プラグ、
１５シリンダ、１６エンジン、
１７排気弁、１８タービンホイール、
１９ウェストゲートバルブ。

この発明に係る車両の電源供給装置は、内燃機関の吸気通路上に配置され電動機によって駆動される電動過給機を含む車載電機器に電力を供給する蓄電装置であるバッテリ、および
前記バッテリと比較して短時間で充放電可能なキャパシタを備えた車両の電源供給装置であって、
前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続、および前記キャパシタおよび前記バッテリの独立接続の何れか一に択一的に接続切り替えする接続切り替え手段を備え、
前記電動過給機への要求出力が無い場合は、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続の回路によって前記電動過給機へ電力供給が行われ、
前記電動過給機への要求出力が当該要求出力の閾値より小さく前記キャパシタの電圧が当該電圧の閾値より大きい場合は、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記キャパシタの独立接続の回路によって前記電動過給機へ電力供給が行われ、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記バッテリの独立接続の回路によって前記電動過給機以外の車載機器へ電力供給が行われ、
前記電動過給機への要求出力が当該要求出力の閾値を超えた場合は、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続の回路によって前記電動過給機および前記電動過給機以外の車載機器へ電力供給が行われる
ものである。

この発明は、内燃機関の吸気通路上に配置され電動機によって駆動される電動過給機を含む車載電機器に電力を供給する蓄電装置であるバッテリ、および
前記バッテリと比較して短時間で充放電可能なキャパシタを備えた車両の電源供給装置であって、
前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続、および前記キャパシタおよび前記バッテリの独立接続の何れか一に択一的に接続切り替えする接続切り替え手段を備え、
前記電動過給機への要求出力が無い場合は、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続の回路によって前記電動過給機へ電力供給が行われ、
前記電動過給機への要求出力が当該要求出力の閾値より小さく前記キャパシタの電圧が当該電圧の閾値より大きい場合は、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記キャパシタの独立接続の回路によって前記電動過給機へ電力供給が行われ、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記バッテリの独立接続の回路によって前記電動過給機以外の車載機器へ電力供給が行われ、
前記電動過給機への要求出力が当該要求出力の閾値を超えた場合は、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続の回路によって前記電動過給機および前記電動過給機以外の車載機器へ電力供給が行われるので、
電動過給機の駆動によって生じる電圧降下や電圧変動による他の車載電機器への悪影響を抑制し電動過給機への安定的な電力供給を行ないつつ、バッテリの劣化を抑えバッテリの長寿命化を実現できる電源装置を提供することができる効果がある。

この発明に係る車両の電源供給装置は、内燃機関の吸気通路上に配置され電動機によって駆動される電動過給機を含む車載電機器に電力を供給する蓄電装置であるバッテリ、および
前記バッテリと比較して短時間で充放電可能なキャパシタを備えた車両の電源供給装置であって、
前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続、および前記キャパシタおよび前記バッテリの独立接続の何れか一に択一的に接続切り替えする接続切り替え手段を備え、
前記電動過給機への要求出力が無い場合は、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続の回路が形成され、
前記電動過給機への要求出力が当該要求出力の閾値より小さく前記キャパシタの電圧が当該電圧の閾値より大きい場合は、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記キャパシタの独立接続の回路によって前記電動過給機へ電力供給が行われ、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記バッテリの独立接続の回路によって前記電動過給機以外の車載機器へ電力供給が行われ、
前記電動過給機への要求出力が当該要求出力の閾値を超えた場合は、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続の回路によって前記電動過給機および前記電動過給機以外の車載機器へ電力供給が行われ、
前記電動過給機への要求出力が継続し前記キャパシタのＳＯＣおよび電圧が低下する場合は、前記内燃機関の動力を用いて発電を行なう発電機が発電しながら前記電動過給機が過給し、前記電動過給機による電動過給に必要な電力の供給時の前記バッテリからの出力電力を減じるものである。

この発明は、内燃機関の吸気通路上に配置され電動機によって駆動される電動過給機を含む車載電機器に電力を供給する蓄電装置であるバッテリ、および
前記バッテリと比較して短時間で充放電可能なキャパシタを備えた車両の電源供給装置であって、
前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続、および前記キャパシタおよび前記バッテリの独立接続の何れか一に択一的に接続切り替えする接続切り替え手段を備え、
前記電動過給機への要求出力が無い場合は、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続の回路が形成され、
前記電動過給機への要求出力が当該要求出力の閾値より小さく前記キャパシタの電圧が当該電圧の閾値より大きい場合は、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記キャパシタの独立接続の回路によって前記電動過給機へ電力供給が行われ、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記バッテリの独立接続の回路によって前記電動過給機以外の車載機器へ電力供給が行われ、
前記電動過給機への要求出力が当該要求出力の閾値を超えた場合は、前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続の回路によって前記電動過給機および前記電動過給機以外の車載機器へ電力供給が行われ、
前記電動過給機への要求出力が継続し前記キャパシタのＳＯＣおよび電圧が低下する場合は、前記内燃機関の動力を用いて発電を行なう発電機が発電しながら前記電動過給機が過給し、前記電動過給機による電動過給に必要な電力の供給時の前記バッテリからの出力電力を減じるので、
電動過給機の駆動によって生じる電圧降下や電圧変動による他の車載電機器への悪影響を抑制し電動過給機への安定的な電力供給を行ないつつ、バッテリの劣化を抑えバッテリの長寿命化を実現できる電源装置を提供することができる効果がある。

Claims

内燃機関の吸気通路上に配置され電動機によって駆動される電動過給機を含む車載電機器に電力を供給する蓄電装置であるバッテリ、および
前記バッテリと比較して短時間で充放電可能なキャパシタを備えた車両の電源供給装置であって、
前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続、および前記キャパシタおよび前記バッテリの独立接続の何れか一に択一的に接続切り替えする接続切り替え手段を備え、
前記接続切り替え手段により択一的に切り替えられた、前記キャパシタと前記バッテリとの並列接続の回路、前記キャパシタと前記バッテリとの直列接続の回路、および前記キャパシタの独立接続の回路、の何れか一の回路によって、前記電動過給機へ電力供給が選択的に行われる
ことを特徴とする車両の電源供給装置。
請求項１に記載の車両の電源供給装置において、
前記車両の運転状態から前記電動過給機への要求出力に応じて前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えが行われる
ことを特徴とする車両の電源供給装置。
請求項１または請求項２に記載の車両の電源供給装置において、
前記キャパシタの充電状態に応じて前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えが行われる
ことを特徴とする車両の電源供給装置。
請求項１〜請求項３の何れか一に記載の車両の電源供給装置において、
前記車両の内燃機関の動力を用いて発電を行なう発電機への前記車両の運転状態に基づく要求出力に応じて前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えが行われる
ことを特徴とする車両の電源供給装置。
請求項１〜請求項４の何れか一に記載の車両の電源供給装置において、
前記電動過給機と前記車両の内燃機関の動力を用いて発電を行なう発電機と前記内燃機関を始動させるスタータと他の車載機器とが接続された電源の母線電圧に応じて前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えが行われる
ことを特徴とする車両の電源供給装置。
請求項１〜請求項５の何れか一に記載の車両の電源供給装置において、
前記バッテリの充電状態に応じて前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えが行われる
ことを特徴とする車両の電源供給装置。
請求項１〜請求項６の何れか一に記載の車両の電源供給装置において、
前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えの判定値が変更可能である
ことを特徴とする車両の電源供給装置。
請求項１〜請求項７の何れか一に記載の車両の電源供給装置において、
前記接続切り替え手段の前記択一的な接続切り替えを行う回路に、電流が流れる方向を一定方向にする整流が設けられている
ことを特徴とする車両の電源供給装置。