JP2017103874A - Vehicle power supply - Google Patents

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秀信 渡辺
Hidenobu Watanabe
秀信 渡辺
栗本 隆志
Takashi Kurimoto
隆志 栗本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable restoration of the charge amount of a main power storage device as early as possible after the initiation of an internal combustion engine having been stopped, while appropriately securing a spare capacity of a sub-power storage device in preparation for the regenerative brake at the deceleration of a vehicle.SOLUTION: A vehicle power supply includes: a dynamo which rotates in cooperation with the rotation of an output shaft of the internal combustion engine loaded on the vehicle; a main power storage device connected to the dynamo; a sub-power storage device connected in parallel with the main power storage device in such a mode that a switch, which is switchable between connection and disconnection, is made to intervene between with the dynamo; and with the provision of an initial charge period in which, while maintaining the switch to be OFF after the initiation of the stopped internal combustion engine, the generated power of the dynamo is supplied to the main power storage device, without supplying to the sub-power storage device, a control unit which permits switching over the switch from OFF to ON after the lapse of the charge period, so as to set the length of the initial charge period according to the charge state of the main power storage device at the initiation of the internal combustion engine.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、車両の電装系に必要な電力を供給するための電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device for supplying electric power necessary for an electrical system of a vehicle.

一般に、車両には、当該車両に実装された各種電気負荷に必要な電力を供給するために、電力源となる発電機と、発電機が発電した電力を蓄える蓄電装置とが搭載される。従来、蓄電装置としては鉛バッテリが用いられている。近時では、鉛バッテリが大電力の充放電に不向きである等の理由から、主蓄電装置である鉛バッテリに加えて、電力の充放電に適した二次電池、例えばニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリ等、またはキャパシタが、副蓄電装置として用いられることも増えつつある。   In general, a vehicle is equipped with a generator that serves as a power source and a power storage device that stores the power generated by the generator in order to supply power necessary for various electric loads mounted on the vehicle. Conventionally, a lead battery has been used as a power storage device. Recently, in addition to the lead battery as the main power storage device, a secondary battery suitable for charge / discharge of electric power, such as a nickel metal hydride battery or lithium ion, because the lead battery is not suitable for charging / discharging of high power. A battery or the like or a capacitor is increasingly used as a sub power storage device.

主蓄電装置と副蓄電装置とを併用する電源装置では、両蓄電装置を発電機に対して並列に接続し、発電機が何れの蓄電装置も充電できるように、また何れの蓄電装置からでも電気負荷に給電できるように構成する。発電機と副蓄電装置との間には、両者の電気的な接続を断接切換できるよう、リレーや半導体スイッチング素子等のスイッチを介在させる(例えば、下記特許文献を参照)。副蓄電装置は、特に、車両の回生制動によって生み出される電力を効果的に回収する役割を担っている。   In a power supply device that uses a main power storage device and a sub power storage device in combination, both power storage devices are connected in parallel to the generator so that the power generator can charge any power storage device. It is configured so that power can be supplied to the load. A switch such as a relay or a semiconductor switching element is interposed between the generator and the sub power storage device so that the electrical connection between the generator and the sub power storage device can be switched (for example, see the following patent document). In particular, the sub power storage device plays a role of effectively recovering the electric power generated by the regenerative braking of the vehicle.

特開2015−144524号公報JP-A-2015-144524

内燃機関を停止させている駐車中、車両の電装系には専ら主蓄電装置から電力が供給される。よって、内燃機関を始動した後に、発電機を駆動して発電した電力を主蓄電装置に充電する必要が生じる。   During parking with the internal combustion engine stopped, electric power is supplied exclusively from the main power storage device to the electrical system of the vehicle. Therefore, after starting the internal combustion engine, it is necessary to charge the main power storage device with the electric power generated by driving the generator.

にもかかわらず、内燃機関の始動直後からスイッチがONに切り替わり、副蓄電装置が主蓄電装置とともに発電機に並列接続されることがあり、主蓄電装置の充電量の回復が遅れる状況が発生していた。主蓄電装置が鉛バッテリである場合には、その充電量の低下が当該鉛バッテリの寿命を縮めてしまう懸念がある。さらに、副蓄電装置が不必要に充電されて電荷を受け入れ可能な空き容量が減少すると、車両が減速する際に車両の運動エネルギを電気エネルギに変換して副蓄電装置に回収することができず、実燃費の悪化を引き起こす。   Nevertheless, the switch is turned ON immediately after starting the internal combustion engine, and the sub power storage device may be connected in parallel to the generator together with the main power storage device, resulting in a situation where recovery of the charge amount of the main power storage device is delayed. It was. When the main power storage device is a lead battery, there is a concern that a decrease in the charge amount shortens the life of the lead battery. Furthermore, if the secondary power storage device is unnecessarily charged and the available capacity to accept the charge decreases, the vehicle's kinetic energy cannot be converted into electrical energy and recovered by the secondary power storage device when the vehicle decelerates. , Causing actual fuel consumption to deteriorate.

本発明は、上記の問題に初めて着目してなされたものであり、停止していた内燃機関の始動後可及的速やかに主蓄電装置の充電量を回復させるとともに、車両の減速時の回生制動に備えて副蓄電装置の空き容量を適正に確保することを所期の目的としている。   The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problem for the first time, and recovers the charge amount of the main power storage device as soon as possible after starting the internal combustion engine, which has been stopped, and regenerative braking during deceleration of the vehicle. The intended purpose is to appropriately secure the free capacity of the secondary power storage device.

本発明では、車両に搭載された内燃機関の出力軸の回転に連動して回転する発電機と、発電機に接続する主蓄電装置と、発電機との間に断接切換可能なスイッチを介在させた態様で主蓄電装置と並列に発電機に接続する副蓄電装置と、停止していた内燃機関の始動後、前記スイッチをOFFに維持して発電機の発電電力を副蓄電装置に供給せず主蓄電装置に供給する初期充電期間を設け、当該初期充電期間を経た後にスイッチをOFFからONに切り換えることを許容するものとし、その初期充電期間の長さを内燃機関の始動時の主蓄電装置の充電状態に応じて設定する制御部とを具備する車両用電源装置を構成した。   In the present invention, a generator that rotates in conjunction with rotation of an output shaft of an internal combustion engine mounted on a vehicle, a main power storage device that is connected to the generator, and a switch that can be switched between connection and disconnection are interposed between the generator and the generator. After the start of the stopped internal combustion engine, the switch is turned off to supply the power generated by the generator to the sub power storage device. First, an initial charging period to be supplied to the main power storage device is provided, and after the initial charging period, the switch is allowed to be switched from OFF to ON, and the length of the initial charging period is set as the main power storage at the start of the internal combustion engine. A vehicle power supply device is provided that includes a control unit that is set according to the state of charge of the device.

本発明によれば、停止していた内燃機関の始動後可及的速やかに主蓄電装置の充電量を回復させるとともに、車両の減速時の回生制動に備えて副蓄電装置の空き容量を適正に確保することができる。   According to the present invention, the amount of charge of the main power storage device is recovered as soon as possible after starting the internal combustion engine that has been stopped, and the free capacity of the sub power storage device is appropriately adjusted in preparation for regenerative braking during vehicle deceleration. Can be secured.

本発明の一実施形態における内燃機関及び制御部の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the internal combustion engine and control part in one Embodiment of this invention. 同実施形態における内燃機関と発電機兼電動機との接続の構造を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the connection of the internal combustion engine and generator / motor in the embodiment. 同実施形態の車両用電源装置の電気回路を示す図。The figure which shows the electric circuit of the power supply device for vehicles of the embodiment. 同実施形態の制御部が実行する処理の手順例を示すフロー図。The flowchart which shows the example of the procedure of the process which the control part of the embodiment performs.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に示す車両用内燃機関100は、火花点火式の4ストロークエンジンであり、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ11を設けている。また、各気筒1の燃焼室の天井部に、点火プラグ12を取り付けてある。点火プラグ12は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A vehicle internal combustion engine 100 shown in FIG. 1 is a spark ignition type four-stroke engine and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each cylinder 1, an injector 11 for injecting fuel is provided. A spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1. The spark plug 12 receives spark voltage generated by the ignition coil and causes spark discharge between the center electrode and the ground electrode.

吸気を供給するための吸気通路3は、外部から空気を取り入れて各気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、電子スロットルバルブ32、サージタンク33、吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。   The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. On the intake passage 3, an air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order from the upstream.

排気を排出するための排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42及び排気浄化用の三元触媒41を配置している。   The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and an exhaust purification three-way catalyst 41 are disposed on the exhaust passage 4.

外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置2は、いわゆる高圧ループEGRを実現するものである。EGR装置2は、排気通路4における触媒41の上流側と吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流側とを連通する外部EGR通路21と、EGR通路21上に設けたEGRクーラ22と、EGR通路21を開閉し当該EGR通路21を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ23とを要素とする。EGR通路21の入口は、排気通路4における排気マニホルド42またはその下流の所定箇所に接続している。EGR通路21の出口は、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク33に接続している。   An external EGR (Exhaust Gas Recirculation) device 2 realizes a so-called high-pressure loop EGR. The EGR device 2 includes an external EGR passage 21 that communicates the upstream side of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 and the downstream side of the throttle valve 32 in the intake passage 3, an EGR cooler 22 provided on the EGR passage 21, and an EGR passage 21. And an EGR valve 23 that controls the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR passage 21. The inlet of the EGR passage 21 is connected to the exhaust manifold 42 in the exhaust passage 4 or a predetermined location downstream thereof. The outlet of the EGR passage 21 is connected to a predetermined location downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3, specifically to a surge tank 33.

図2に示すように、本実施形態における内燃機関100には、スタータモータ(セルモータ)140、発電機兼電動機であるISG(Integrated Starter Generator。または、モータジェネレータ)110及びコンプレッサ130その他の補機が付随している。   As shown in FIG. 2, the internal combustion engine 100 according to the present embodiment includes a starter motor (cell motor) 140, an ISG (Integrated Starter Generator) that is a generator / motor, or a compressor 130 and other auxiliary machines. Accompanying.

スタータモータ140は、主として冷間始動時(運転者がイグニッションスイッチまたはイグニッションキーを操作して内燃機関100を始動)に内燃機関100のクランクシャフト10を回転駆動する、クランキング専用の電動機である。スタータモータ140は、その出力軸にピニオンギア141を有し、このピニオンギア141が内燃機関100の出力軸であるクランクシャフト10に固定されたリングギア103に噛合することで、クランクシャフト10に回転駆動力を伝達する。ピニオンギア141は、スタータモータ140による内燃機関100のクランキング中以外は、リングギア103から離脱している。   The starter motor 140 is an electric motor dedicated to cranking that rotates the crankshaft 10 of the internal combustion engine 100 mainly during cold start (the driver operates the ignition switch or the ignition key to start the internal combustion engine 100). The starter motor 140 has a pinion gear 141 on its output shaft, and the pinion gear 141 rotates on the crankshaft 10 by meshing with a ring gear 103 fixed to the crankshaft 10 that is the output shaft of the internal combustion engine 100. Transmits driving force. The pinion gear 141 is detached from the ring gear 103 except when the starter motor 140 is cranking the internal combustion engine 100.

ISG110は、クランクシャフト10ひいては車両の車軸(そして、駆動輪)を駆動する電動機としての機能と、クランクシャフト10から駆動力の伝達を受けて発電する発電機としての機能とを兼ね備える。ISG110は、巻掛伝動機構112、113、101を介して内燃機関100のクランクシャフト10の一端側と接続している。   The ISG 110 has a function as an electric motor that drives the crankshaft 10 and thus an axle (and driving wheels) of the vehicle, and a function as a generator that receives power from the crankshaft 10 and generates electric power. The ISG 110 is connected to one end side of the crankshaft 10 of the internal combustion engine 100 via the winding transmission mechanisms 112, 113, and 101.

ISG110は、例えばインナーロータ方式の交流同期機であり、永久磁石及びロータコイル(励磁(界磁)巻線)116を両備したロータ(回転子)と、ロータの外周面に対向する三相交流のステータコイル(固定子巻線)115を備えたステータ(固定子)とを要素としてなる。ロータは、ロータ軸111の外周に固着している。ロータ軸111及びクランクシャフト10には、それぞれプーリ(または、スプロケット)112、101が固着しており、これらプーリ112、101に巻き掛けたベルト(または、チェーン)113により、クランクシャフト10とロータ軸111との間で相互に(双方向に)回転駆動力を伝達する。   The ISG 110 is, for example, an inner-rotor type AC synchronous machine, and includes a rotor (rotor) having both permanent magnets and a rotor coil (excitation (field) winding) 116, and a three-phase AC facing the outer peripheral surface of the rotor. A stator (stator) including a stator coil (stator winding) 115 is used as an element. The rotor is fixed to the outer periphery of the rotor shaft 111. Pulleys (or sprockets) 112 and 101 are fixed to the rotor shaft 111 and the crankshaft 10, respectively, and the crankshaft 10 and the rotor shaft are secured by a belt (or chain) 113 wound around the pulleys 112 and 101. The rotational driving force is transmitted to and from 111 (bidirectionally).

ISG110は、主としてアイドルストップした内燃機関100の再始動時や、車軸に供給する走行駆動力を増強するモータアシスト時に、車載の蓄電装置61から電力の供給を受けてクランクシャフト10を回転駆動する。翻って、クランクシャフト10により回転駆動されて発電する場合には、その発電した電力を同蓄電装置61に充電する。車両が減速する際には、ISG110による回生制動を行い、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収することができる。   The ISG 110 receives the supply of electric power from the in-vehicle power storage device 61 to rotate and drive the crankshaft 10 mainly when the internal combustion engine 100 that has been idle-stopped is restarted or during motor assist that increases the driving force supplied to the axle. In turn, when power is generated by being rotationally driven by the crankshaft 10, the power storage device 61 is charged with the generated power. When the vehicle decelerates, regenerative braking is performed by the ISG 110, and the kinetic energy of the vehicle can be recovered as electric energy.

蓄電装置61は、バッテリ及び/またはキャパシタを含む。本実施形態では、車両に、主蓄電装置611及び副蓄電装置612を搭載している。主蓄電装置611は、例えば車両用として周知の鉛バッテリ等である。副蓄電装置612は、例えばニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリ、キャパシタ等である。この副蓄電装置612は、主蓄電装置611では必ずしも回収できない回生電力を回収して蓄えることができる。主蓄電装置611の定格電圧と、副蓄電装置612の定格電圧とは同等とし、例えば12Vとする。   Power storage device 61 includes a battery and / or a capacitor. In this embodiment, the main power storage device 611 and the sub power storage device 612 are mounted on the vehicle. The main power storage device 611 is, for example, a well-known lead battery for vehicles. The sub power storage device 612 is, for example, a nickel metal hydride battery, a lithium ion battery, a capacitor, or the like. The sub power storage device 612 can recover and store regenerative power that cannot be necessarily recovered by the main power storage device 611. The rated voltage of the main power storage device 611 and the rated voltage of the sub power storage device 612 are equivalent, for example, 12V.

副蓄電装置612とISG110等とを接続する電気回路上には、断接切換可能なスイッチ613を設けてある。スイッチ613は、例えばリレーや半導体スイッチング素子(パワートランジスタ、パワーMOSFET、IGBTその他のパワーデバイス)である。このスイッチ613は、内燃機関100の冷間始動時及び冷間始動直後の時期には切断(開放)されており、主蓄電装置611が満充電または満充電に近い状態まで充電された後にはじめて接続される。   A switch 613 that can be connected and disconnected is provided on an electric circuit that connects the sub power storage device 612 to the ISG 110 and the like. The switch 613 is, for example, a relay or a semiconductor switching element (power transistor, power MOSFET, IGBT, or other power device). The switch 613 is disconnected (opened) at the time of cold start of the internal combustion engine 100 and immediately after the cold start, and is connected only after the main power storage device 611 is charged to a fully charged state or a state close to full charge. Is done.

車両に実装されているエアコンディショナの冷媒圧縮用のコンプレッサ130もまた、ISG110と同様、巻掛伝動機構102、134、133を介して内燃機関100のクランクシャフト10の一端側と接続している。コンプレッサ130の入力軸132及びクランクシャフト10には、それぞれプーリ(または、スプロケット)133、102が固着しており、これらプーリ133、102に巻き掛けたベルト(または、チェーン)134によって、クランクシャフト10から入力軸132に回転駆動力を伝達する。ベルト134は、コンプレッサ130以外の補機である潤滑油ポンプ(図示せず)や冷却水ポンプ(図示せず)等にも駆動力を伝達することがある。なお、コンプレッサ130の本体と入力軸132との間には、断接切換可能なマグネットクラッチ131を設けており、エアコンディショナを稼働しないときには当該クラッチ131を切断する。   The compressor 130 for compressing the refrigerant of the air conditioner mounted on the vehicle is also connected to one end side of the crankshaft 10 of the internal combustion engine 100 via the winding transmission mechanisms 102, 134, 133, similarly to the ISG 110. . Pulleys (or sprockets) 133 and 102 are fixed to the input shaft 132 and the crankshaft 10 of the compressor 130, respectively. The rotational driving force is transmitted to the input shaft 132. The belt 134 may transmit driving force to a lubricating oil pump (not shown), a cooling water pump (not shown), or the like, which is an auxiliary machine other than the compressor 130. A magnet clutch 131 that can be connected and disconnected is provided between the main body of the compressor 130 and the input shaft 132, and the clutch 131 is disconnected when the air conditioner is not operated.

内燃機関100と車軸とを繋ぐトランスミッション120は、クランクシャフト10の他端側に設置する。   A transmission 120 that connects the internal combustion engine 100 and the axle is installed on the other end side of the crankshaft 10.

周知の通り、車両には各種の電気負荷7が実装されている。電気負荷7の具体例としては、エアコンディショナの送風用ブロワ、リアガラスの曇りを取るデフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム、照明灯(ヘッドランプ、テールランプ、ストップランプ(ブレーキランプ)、フォグランプ、ウィンカ(ターンシグナルランプ)等)、内燃機関の冷却水を空冷するラジエータのファン、電動パワーステアリング装置、等が挙げられる。これら電気負荷7は、発電機として働くISG110及び/または蓄電装置61から、必要な電力の供給を受ける。   As is well known, various electric loads 7 are mounted on the vehicle. Specific examples of the electrical load 7 include a blower for an air conditioner, a defogger that removes fog on the rear glass, an audio device, a car navigation system, an illumination light (head lamp, tail lamp, stop lamp (brake lamp), fog lamp, blinker ( Turn signal lamp)), a radiator fan for cooling the cooling water of the internal combustion engine, an electric power steering device, and the like. These electric loads 7 are supplied with necessary power from the ISG 110 and / or the power storage device 61 that function as a generator.

図3に、ISG110の等価回路を示す。ISG110を発電機として動作させる場合、三相コイルであるステータコイル115には三相交流の誘起電流が発生する。この誘起電流は、ダイオードを用いた整流器113によって直流電流とした上で蓄電装置61や電気負荷7に供給される。   FIG. 3 shows an equivalent circuit of ISG110. When the ISG 110 is operated as a generator, a three-phase AC induced current is generated in the stator coil 115 which is a three-phase coil. This induced current is converted into a direct current by a rectifier 113 using a diode and then supplied to the power storage device 61 and the electric load 7.

ISG110に付帯するコントローラ114は、本実施形態の制御部たるECU(Electronic Control Unit)0から発される、ISG110の出力電圧の目標値を指令する制御信号nを受け付ける。そして、その指令された目標電圧に蓄電装置61の端子電圧(換言すれば、電装系に供給する電源電圧)を追従せしめるべく、半導体スイッチング素子119をスイッチ動作させてロータコイル116に印加する励磁電流の大きさを調節するPWM(Pulse Width Modulation)制御を実施する。ISG110の出力電圧即ちステータコイル115に誘起される発電電圧は、ロータコイル116を流れる励磁電流が大きいほど大きくなる。   The controller 114 attached to the ISG 110 receives a control signal n for instructing a target value of the output voltage of the ISG 110, which is issued from an ECU (Electronic Control Unit) 0 that is a control unit of the present embodiment. Then, in order to make the terminal voltage of the power storage device 61 (in other words, the power supply voltage supplied to the electrical system) follow the commanded target voltage, the exciting current applied to the rotor coil 116 by switching the semiconductor switching element 119 PWM (Pulse Width Modulation) control is performed to adjust the size of. The output voltage of the ISG 110, that is, the generated voltage induced in the stator coil 115, increases as the exciting current flowing through the rotor coil 116 increases.

発電機として作動するISG110は、内燃機関100から見れば機械的な負荷となる。ISG110の出力電圧が蓄電装置61の端子電圧を超越するとき、蓄電装置61が充電され、かつISG110から電気負荷7に電力が供給される。つまり、ISG110がクランクシャフト10の回転のエネルギを費やして電気エネルギを生成する仕事をする。蓄電装置61への充電量及び電気負荷7への給電量は、ISG110の出力電圧と蓄電装置61の端子電圧との電位差に依存する。   The ISG 110 that operates as a generator is a mechanical load when viewed from the internal combustion engine 100. When the output voltage of ISG 110 exceeds the terminal voltage of power storage device 61, power storage device 61 is charged and power is supplied from ISG 110 to electrical load 7. That is, the ISG 110 spends the energy of rotation of the crankshaft 10 to generate electrical energy. The amount of charge to the power storage device 61 and the amount of power supplied to the electrical load 7 depend on the potential difference between the output voltage of the ISG 110 and the terminal voltage of the power storage device 61.

逆に、ISG110の出力電圧が蓄電装置61の端子電圧に満たないかこれに近いときには、蓄電装置61が充電されず、またISG110から電気負荷7に電力が供給されない(蓄電装置61から電気負荷7に電力供給されることはある)。つまり、ISG110がクランクシャフト10の回転のエネルギを費やす仕事をしないか、またはその仕事が小さくなる。要するに、ECU0からISG110に高い発電電圧を指令すると、エンジン回転に対するISG110の機械負荷が増し、低い発電電圧を指令すると、エンジン回転に対するISG110の機械負荷が減る。   Conversely, when the output voltage of the ISG 110 is less than or close to the terminal voltage of the power storage device 61, the power storage device 61 is not charged, and no power is supplied from the ISG 110 to the electrical load 7 (from the power storage device 61 to the electrical load 7). May be powered). In other words, the ISG 110 does not perform work that consumes the energy of rotation of the crankshaft 10, or the work is reduced. In short, when a high power generation voltage is commanded from the ECU 0 to the ISG 110, the mechanical load of the ISG 110 with respect to engine rotation increases, and when a low power generation voltage is commanded, the mechanical load of the ISG 110 with respect to engine rotation decreases.

ISG110は、通常、電装系のシステム電圧を予め定められた目標電圧以上に維持するべく発電を行う。例えば、目標電圧が12.5Vであるとして、蓄電装置61(特に、主蓄電装置611)の端子電圧がこれを上回る12.8Vである場合には、発電を行わない。そして、電気負荷7が増大し、蓄電装置61の端子電圧が12.5Vを下回った場合に、システム電圧を12.5Vに回復させるように発電を行う。   The ISG 110 normally generates power so as to maintain the system voltage of the electrical system above a predetermined target voltage. For example, assuming that the target voltage is 12.5 V, power generation is not performed when the terminal voltage of power storage device 61 (particularly, main power storage device 611) is 12.8 V, which is higher than this. When the electrical load 7 increases and the terminal voltage of the power storage device 61 falls below 12.5V, power generation is performed so that the system voltage is restored to 12.5V.

因みに、コントローラ114は、電気負荷7の増大等に伴いISG110による発電量を増加させる際、励磁電流をステップ的に急増させるのではなく、励磁電流を徐々に増大させる徐励機能を有する。この徐励機能により、内燃機関100に対する機械的な負荷の一時的な集中を避け、アイドル運転ないし低負荷運転領域におけるエンジン回転の低落を防いでいる。   Incidentally, the controller 114 has a gradual excitation function that gradually increases the excitation current instead of increasing the excitation current in a stepwise manner when increasing the amount of power generated by the ISG 110 as the electrical load 7 increases. This gradual excitation function avoids temporary concentration of the mechanical load on the internal combustion engine 100 and prevents a decrease in engine rotation in an idle operation or low load operation region.

また、コントローラ114は、ECU0から発される、励磁電流の上限値を指令する制御信号nを受け付けるとともに、ロータコイル116を流れる励磁電流の大きさをセンサ117を介して検出し、励磁電流を指令された上限値以下に規制する。励磁電流に上限を設けるのは、内燃機関100に対する機械的な負荷が過大となってエンジン回転が不安定化することを予防する意図である。故に、例えば、冷媒圧縮用コンプレッサ130の作動時と非作動時とでは、前者の方が励磁電流の上限値が低くなる。   In addition, the controller 114 receives a control signal n that is issued from the ECU 0 and commands an upper limit value of the excitation current, detects the magnitude of the excitation current flowing through the rotor coil 116 via the sensor 117, and commands the excitation current. Regulated below the specified upper limit. The upper limit of the excitation current is intended to prevent the mechanical rotation on the internal combustion engine 100 from becoming excessive and the engine rotation from becoming unstable. Therefore, for example, when the refrigerant compression compressor 130 is operated and when it is not operated, the upper limit value of the excitation current is lower in the former case.

励磁電流の上限値へのクリップは、ISG110の発電電圧の目標電圧値への追従に優先する。つまり、コントローラ114は、蓄電装置61の端子電圧が未だECU0から指令された目標電圧未満であるとしても、ロータコイル116を流れる励磁電流が既にECU0から指令された上限に達している場合には、それ以上励磁電流を増大させない。   Clipping to the upper limit value of the excitation current has priority over following the target voltage value of the generated voltage of the ISG 110. In other words, even if the terminal voltage of the power storage device 61 is still less than the target voltage commanded from the ECU 0, the controller 114, when the excitation current flowing through the rotor coil 116 has already reached the upper limit commanded from the ECU 0, The excitation current is not increased further.

他方、ISG110をクランクシャフト10を駆動する電動機として動作させる場合には、ロータコイル116に所要の励磁電流を通電しつつ、ステータコイル115に半導体スイッチング素子を用いたインバータ118を介して三相交流電流を印加して、ロータの周囲に回転磁界を発生させる。インバータ118の各相のハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチはそれぞれ、コントローラ114によって点弧/消弧される。このときのコントローラ114は、ECU0から発される、電動機として働くISG110の出力のレベルを指令する制御信号nを受け付ける。そして、その指令された出力レベルにISG110の出力を追従せしめるべく、ロータコイル116に印加する励磁電流の大きさ、及び/または、ステータコイル115に印加する三相電流の大きさを調節するPWM制御を実施する。内燃機関100のクランクシャフト10に回転駆動力を付与するISG110の出力は、ロータコイル116を流れる励磁電流が大きいほど大きくなり、またステータコイル115を流れる三相電流が大きいほど大きくなる。   On the other hand, when the ISG 110 is operated as an electric motor for driving the crankshaft 10, a three-phase alternating current is passed through the inverter 118 using a semiconductor switching element to the stator coil 115 while energizing the rotor coil 116 with a required excitation current. Is applied to generate a rotating magnetic field around the rotor. The high side switch and the low side switch of each phase of the inverter 118 are fired / extinguished by the controller 114. At this time, the controller 114 receives a control signal n, which is issued from the ECU 0 and commands an output level of the ISG 110 that functions as an electric motor. Then, in order to make the output of the ISG 110 follow the commanded output level, PWM control for adjusting the magnitude of the excitation current applied to the rotor coil 116 and / or the magnitude of the three-phase current applied to the stator coil 115. To implement. The output of the ISG 110 that applies a rotational driving force to the crankshaft 10 of the internal combustion engine 100 increases as the excitation current flowing through the rotor coil 116 increases, and increases as the three-phase current flowing through the stator coil 115 increases.

ECU0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。その入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、クランクシャフト10の回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサ(エンジン回転センサ)から出力されるクランク角信号b、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ32の開度をアクセル開度(いわば、内燃機関100に対する要求負荷)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、吸気通路3(特に、サージタンク33)内の吸気温及び吸気圧を検出するセンサから出力される吸気温・吸気圧信号d、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号e、ブレーキペダルが踏まれたことを検出するスイッチまたはブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ信号f、主蓄電装置611の端子電圧及び/または端子電流(特に、バッテリ電圧やバッテリ電流)を検出するセンサから出力される電圧/電流信号g、副蓄電装置612の端子電圧及び/または端子電流(特に、バッテリ電圧やバッテリ電流)を検出するセンサから出力される電圧/電流信号h、ISG110のコントローラ114からもたらされるステータス信号s等が入力される。ステータス信号sは、ISG110に関する各種の情報、例えば回転数や温度、ロータコイル116を流れる励磁電流の大きさ、現在の動作モード(即ち、発電しているか、内燃機関100をクランキングしているか、内燃機関100をモータアシストしているか、発電機としても電動機としても働かない無負荷状態か)等の情報を含む。   The ECU 0 is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like. The input interface includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects an actual vehicle speed of the vehicle, a rotation angle of the crankshaft 10, and a crank angle output from a crank angle sensor (engine rotation sensor) that detects the engine speed. Signal b, accelerator pedal depression amount or throttle valve 32 opening as an accelerator opening (in other words, a required load on the internal combustion engine 100), an accelerator opening signal c output from a sensor, an intake passage 3 (especially surge) An intake air temperature / intake pressure signal d output from a sensor for detecting the intake air temperature and intake pressure in the tank 33), a coolant temperature signal e output from a water temperature sensor for detecting a coolant temperature indicating the temperature of the internal combustion engine, and a brake Output from a switch that detects pedal depression or a sensor that detects the amount of brake pedal depression Brake signal f, a voltage / current signal g output from a sensor that detects a terminal voltage and / or terminal current (particularly, battery voltage or battery current) of the main power storage device 611, a terminal voltage of the sub power storage device 612, and / or A voltage / current signal h output from a sensor for detecting a terminal current (in particular, battery voltage or battery current), a status signal s provided from the controller 114 of the ISG 110, and the like are input. The status signal s includes various information related to the ISG 110, such as the rotation speed and temperature, the magnitude of the excitation current flowing through the rotor coil 116, the current operation mode (that is, whether the power generation is being performed, the internal combustion engine 100 is being cranked, Information on whether the internal combustion engine 100 is motor-assisted or in a no-load state in which neither the generator nor the motor works.

ECU0の出力インタフェースからは、点火プラグ12のイグナイタに対して点火信号i、インジェクタ11に対して燃料噴射信号j、スロットルバルブ32に対して開度操作信号k、EGRバルブ23に対して開度操作信号l、ISG110のコントローラ114に対してこれを制御するための制御信号n、副蓄電装置612をISG110及び電気負荷7に接続する電気回路上のスイッチ613に対してON/OFF切換信号o、マグネットクラッチ131に通電する電気回路上のスイッチ62に対してクラッチ締結信号p等を出力する。制御信号nは、ISG110の動作モードを指示するとともに、発電機として動作させる場合にISG110から出力させる発電電圧の目標値や、電動機として動作させる場合のISG110の出力レベル等を指令する信号である。また、ON/OFF切換信号oは、スイッチ613のON状態とOFF状態との切り換えを惹起し、以て副蓄電装置612をISG110等に接続した状態と副蓄電装置612をISG110等から切り離した状態との切り換えを行うための制御信号である。具体的には、リレー613を駆動するソレノイドへの通電信号であったり、半導体スイッチング素子613を点弧させるための信号であったりする。   From the output interface of the ECU 0, an ignition signal i for the igniter of the spark plug 12, a fuel injection signal j for the injector 11, an opening operation signal k for the throttle valve 32, and an opening operation for the EGR valve 23. Signal l, control signal n for controlling the controller 114 of the ISG 110, ON / OFF switching signal o for the switch 613 on the electric circuit connecting the sub power storage device 612 to the ISG 110 and the electric load 7, magnet A clutch engagement signal p or the like is output to the switch 62 on the electric circuit for energizing the clutch 131. The control signal n is a signal for instructing the operation mode of the ISG 110 and commanding the target value of the generated voltage output from the ISG 110 when operating as a generator, the output level of the ISG 110 when operating as an electric motor, and the like. The ON / OFF switching signal o causes the switch 613 to be switched between the ON state and the OFF state, so that the sub power storage device 612 is connected to the ISG 110 or the like and the sub power storage device 612 is disconnected from the ISG 110 or the like. Is a control signal for switching between and. Specifically, it may be a signal for energizing a solenoid that drives the relay 613 or a signal for firing the semiconductor switching element 613.

ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関100の運転を制御する。ECU0は、内燃機関100の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、h、sを入力インタフェースを介して取得し、要求されるスロットルバルブ32開度、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミング、要求EGR率、エアコンディショナの冷媒圧縮用コンプレッサ130の稼働の要否、ISG110の発電量または出力等といった各種運転パラメータを決定する。ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、l、n、o、pを出力インタフェースを介して印加する。   The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in advance in the memory, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine 100. The ECU 0 obtains various information a, b, c, d, e, f, g, h, and s necessary for operation control of the internal combustion engine 100 via the input interface, and requests the required throttle valve 32 opening degree and request. Fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of fuel injections per combustion), fuel injection pressure, ignition timing, required EGR rate, necessity of operation of refrigerant compression compressor 130 of the air conditioner, ISG 110 Various operation parameters such as power generation amount or output are determined. The ECU 0 applies various control signals i, j, k, l, n, o, and p corresponding to the operation parameters via the output interface.

加えて、ECU0は、内燃機関100の始動時、特に冷間始動において、スタータモータ140に制御信号qを入力し、ピニオンギア141をリングギア103に噛合させて内燃機関100のクランキングを行う。   In addition, the ECU 0 inputs the control signal q to the starter motor 140 when the internal combustion engine 100 is started, particularly during cold start, and engages the pinion gear 141 with the ring gear 103 to crank the internal combustion engine 100.

本実施形態のECU0は、アクセル開度が0または0に近い閾値以下となったときに、スイッチ613をONにして副蓄電装置612をISG110に接続し、ISG110が発電する電力を副蓄電装置612に回収する回生制動を実施する。または、既に蓄電装置61が十分に充電されている場合において、副蓄電装置612に蓄えている電力をISG110に供給し、ISG110を電動機として作動させて車軸に走行駆動力を付与するモータアシスト(コースト走行のアシスト)を実施する。   The ECU 0 of the present embodiment turns on the switch 613 to connect the sub power storage device 612 to the ISG 110 when the accelerator opening is 0 or less than a threshold value close to 0, and uses the sub power storage device 612 to generate power generated by the ISG 110. The regenerative braking to be recovered is performed. Alternatively, when the power storage device 61 is already fully charged, the motor assist (coast) that supplies the electric power stored in the sub power storage device 612 to the ISG 110 and operates the ISG 110 as an electric motor to apply the driving force to the axle. Assist driving).

一方で、アクセル開度が所定以上となったとき、即ち車両の加速要求があったときには、回生制動を実施しないが、副蓄電装置612に蓄えている電力を電気負荷7に供給することはある。   On the other hand, when the accelerator opening is equal to or greater than a predetermined value, that is, when there is a vehicle acceleration request, regenerative braking is not performed, but the electric power stored in the sub power storage device 612 may be supplied to the electric load 7. .

並びに、ECU0は、車両の一時停車時に内燃機関100のアイドル回転を停止させて燃費の向上を図るアイドルストップを実施する。ECU0は、ブレーキペダルが踏まれており、内燃機関100の冷却水温が所定以上に高く、蓄電装置61(特に、主蓄電装置611)の充電量または端子電圧が所定以上に高く、エアコンディショナの冷媒圧縮用コンプレッサ130が稼働しておらず、シフトレンジが走行レンジであり、前回のアイドルストップ終了からある車速以上まで加速した経歴があり、かつ現在の車速がある車速以下である(例えば、車速が13.5km/h以上から13km/hまで低下した、または9.5km/h以上から7km/hまで低下した)、といった諸条件がおしなべて成立したことを以て、アイドルストップ条件が成立したものと判断する。   In addition, the ECU 0 performs an idle stop for improving the fuel consumption by stopping the idle rotation of the internal combustion engine 100 when the vehicle is temporarily stopped. The ECU 0 has a brake pedal depressed, the cooling water temperature of the internal combustion engine 100 is higher than a predetermined level, the charge amount or the terminal voltage of the power storage device 61 (particularly, the main power storage device 611) is higher than a predetermined level, The refrigerant compression compressor 130 is not in operation, the shift range is the travel range, there is a history of acceleration to a certain vehicle speed or higher since the end of the previous idle stop, and the current vehicle speed is below a certain vehicle speed (for example, the vehicle speed Was determined to have met the idle stop condition because all of the above conditions were satisfied, for example, 13.5 km / h to 13 km / h or 9.5 km / h to 7 km / h) To do.

アイドルストップ条件の成立後、所定のアイドルストップ終了条件が成立したときには、内燃機関100を再始動する。ECU0は、ブレーキペダルが踏まれなくなった、逆にブレーキペダルがさらに強く踏み込まれた(ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧がさらに増大した)、アクセルペダルが踏まれた、アイドルストップ状態で所定時間(例えば、3分)が経過した、等のうちの何れかを以て、アイドルストップ終了条件が成立したものと判断する。既に述べた通り、アイドルストップからの内燃機関100の再始動時には、主にISG110によってクランキングを行う。   When a predetermined idle stop end condition is satisfied after the idle stop condition is satisfied, the internal combustion engine 100 is restarted. The ECU 0 is in the idling stop state for a predetermined time when the brake pedal is not depressed, the brake pedal is depressed more strongly (the brake pedal depression amount or the master cylinder pressure is further increased), the accelerator pedal is depressed. It is determined that the condition for ending the idle stop is satisfied when any of (for example, 3 minutes) has elapsed. As already described, when the internal combustion engine 100 is restarted from the idle stop, cranking is mainly performed by the ISG 110.

運転者の手によりイグニッションスイッチ(または、イグニッションキー)がOFFに操作されて内燃機関100を停止している駐車中、車両の電装系には専ら主蓄電装置611から電力を供給し、副蓄電装置612からは電力供給を行わない。内燃機関100を停止している間は当然ISG110による発電も行い得ず、駐車中に主蓄電装置611の蓄えている電荷の量が減少することになる。従って、イグニッションスイッチがOFFからONに操作され、再び内燃機関100を始動した後に、ISG110を発電機として作動させて、ISG110が発電する電力を主蓄電装置611に供給し主蓄電装置611の充電量を速やかに回復させる必要がある。   During parking in which the ignition switch (or the ignition key) is turned OFF by the driver's hand and the internal combustion engine 100 is stopped, electric power is supplied exclusively from the main power storage device 611 to the electrical system of the vehicle, and the sub power storage device No power is supplied from 612. While the internal combustion engine 100 is stopped, naturally the power generation by the ISG 110 cannot be performed, and the amount of electric charge stored in the main power storage device 611 during parking is reduced. Accordingly, after the ignition switch is operated from OFF to ON and the internal combustion engine 100 is started again, the ISG 110 is operated as a generator, and the electric power generated by the ISG 110 is supplied to the main power storage device 611 to charge the main power storage device 611. Need to recover quickly.

そこで、図4に示すように、本実施形態のECU0は、停止していた内燃機関100の始動のためのクランキングの完了直後から(ステップS1)、スイッチ613をOFFに維持してISG110の発電電力を副蓄電装置612に供給せず主蓄電装置611のみに供給する初期充電期間を設ける(ステップS2、S3)。そして、当該初期充電期間を経た後に(ステップS4)はじめてスイッチ613をOFFからONに切り換えることを許容する(ステップS5)ことにより、主蓄電装置611の充電量を可及的速やかに回復させる。   Therefore, as shown in FIG. 4, the ECU 0 of the present embodiment maintains the switch 613 in the OFF state immediately after the completion of cranking for starting the internal combustion engine 100 that has been stopped (step S1), and generates power from the ISG 110. An initial charging period for supplying power only to the main power storage device 611 without supplying power to the sub power storage device 612 is provided (steps S2 and S3). Then, after the initial charging period has passed (step S4), the switch 613 is allowed to be switched from OFF to ON for the first time (step S5), thereby recovering the charge amount of the main power storage device 611 as quickly as possible.

内燃機関100の再始動後の初期充電期間の長さは、内燃機関100の始動時の主蓄電装置611の充電状態に応じて設定する。具体的には、イグニッションスイッチがOFFになった(または、内燃機関100の運転を停止する)時点における主蓄電装置611の充電量の多寡、及び、イグニッションスイッチがOFFとなって(または、内燃機関100の運転を停止して)からイグニッションスイッチがONになる(または、内燃機関100を再始動する)までの時間の長さに応じて設定する。   The length of the initial charging period after restart of internal combustion engine 100 is set according to the state of charge of main power storage device 611 when internal combustion engine 100 is started. Specifically, the amount of charge of the main power storage device 611 at the time when the ignition switch is turned off (or when the operation of the internal combustion engine 100 is stopped) and the ignition switch is turned off (or the internal combustion engine). It is set according to the length of time from when the operation of 100 is stopped) until the ignition switch is turned ON (or the internal combustion engine 100 is restarted).

ECU0は、電流センサの出力信号gを参照して知得される、主蓄電装置611に流入する電流量及び同主蓄電装置611から流出する電流量を積算(時間積分)することを通じて、現在の主蓄電装置611の充電量を反復的に推算している。その上で、ECU0は、イグニッションスイッチがOFFになったときの主蓄電装置611の充電量が少ないほど、初期充電期間を長くする。加えて、イグニッションスイッチがOFFになったときの主蓄電装置611の充電量が同等である条件の下では、イグニッションスイッチがOFFとなってからこれが再びONとなるまでの時間(換言すれば、内燃機関100の停止時間)が長いほど、初期充電期間を長くする。結局のところ、内燃機関100の始動時の主蓄電装置611の充電量を推測し、その充電量が少ないほど、初期充電期間を長く設定するものといえる。   The ECU 0 integrates (time-integrates) the current amount flowing into the main power storage device 611 and the current amount flowing out from the main power storage device 611, which are known with reference to the output signal g of the current sensor, The charge amount of the main power storage device 611 is repeatedly estimated. In addition, ECU 0 lengthens the initial charging period as the charge amount of main power storage device 611 decreases when the ignition switch is turned off. In addition, under the condition that the amount of charge of the main power storage device 611 when the ignition switch is turned off is equal, the time from when the ignition switch is turned off to when it is turned on again (in other words, the internal combustion engine The longer the engine stop time), the longer the initial charging period. After all, it can be said that the charge amount of the main power storage device 611 at the start of the internal combustion engine 100 is estimated, and that the initial charge period is set longer as the charge amount is smaller.

ECU0のメモリには予め、イグニッションスイッチOFF時の主蓄電装置611の充電量及びイグニッションスイッチOFF時間と、初期充電期間の長さとの関係を規定したマップデータを格納してある。ステップS2にて、ECU0は、イグニッションスイッチOFF時の主蓄電装置611の充電量及びイグニッションスイッチOFF時間をキーとして当該マップを検索し、設定するべき初期充電期間の長さを知得する。   In the memory of the ECU 0, map data that prescribes the relationship between the amount of charge of the main power storage device 611 when the ignition switch is OFF, the ignition switch OFF time, and the length of the initial charging period is stored. In step S2, the ECU 0 searches the map using the charge amount of the main power storage device 611 when the ignition switch is OFF and the ignition switch OFF time as keys, and knows the length of the initial charging period to be set.

初期充電期間中は、ISG110を発電機として作動させ、主蓄電装置611を強制的に充電する(ステップS3)。そのために、コントローラ114に対して制御信号nを与え、ISG110の出力電圧を主蓄電装置611の端子電圧よりも高くする。   During the initial charging period, the ISG 110 is operated as a generator to forcibly charge the main power storage device 611 (step S3). Therefore, a control signal n is given to controller 114 so that the output voltage of ISG 110 is higher than the terminal voltage of main power storage device 611.

さらに、内燃機関100の始動後、初期充電期間が経過するまでは、スイッチ613のONへの切り換えを禁ずるとともに、アイドルストップ条件が成立したとしてもアイドルストップを実施せずに気筒1への燃料供給即ち内燃機関100の運転を継続することが好ましい。これは、初期充電期間中における主蓄電装置611の放電を抑制する意図である。初期充電期間が経過した後は、アイドルストップ条件の成立に伴うアイドルストップの実行を許可する。   Further, after the internal combustion engine 100 is started, the switch 613 is prohibited from being turned ON until the initial charging period elapses, and fuel is supplied to the cylinder 1 without performing idle stop even if the idle stop condition is satisfied. That is, it is preferable to continue the operation of the internal combustion engine 100. This is intended to suppress discharge of main power storage device 611 during the initial charging period. After the initial charging period elapses, the execution of the idle stop accompanying the establishment of the idle stop condition is permitted.

本実施形態では、車両に搭載された内燃機関100の出力軸10の回転に連動して回転する発電機110と、発電機110に接続する主蓄電装置611と、発電機110との間に断接切換可能なスイッチ613を介在させた態様で主蓄電装置611と並列に発電機110に接続する副蓄電装置612と、停止していた内燃機関100の始動後、前記スイッチ613をOFFに維持して発電機110の発電電力を副蓄電装置612に供給せず主蓄電装置611に供給する初期充電期間を設け、当該初期充電期間を経た後にスイッチ613をOFFからONに切り換えることを許容するものとし、その初期充電期間の長さを内燃機関100の始動時の主蓄電装置611の充電状態に応じて設定する制御部0とを具備する車両用電源装置を構成した。   In the present embodiment, the generator 110 that rotates in conjunction with the rotation of the output shaft 10 of the internal combustion engine 100 mounted on the vehicle, the main power storage device 611 connected to the generator 110, and the generator 110 are disconnected. After starting the auxiliary power storage device 612 connected to the generator 110 in parallel with the main power storage device 611 and the internal combustion engine 100 that has been stopped, the switch 613 is kept OFF. An initial charging period for supplying the generated power of the generator 110 to the main power storage device 611 without supplying it to the sub power storage device 612 is provided, and the switch 613 is allowed to be switched from OFF to ON after the initial charging period. And a control unit 0 for setting the length of the initial charging period according to the state of charge of the main power storage device 611 at the time of starting the internal combustion engine 100.

本実施形態によれば、停止していた内燃機関100の始動後可及的速やかに主蓄電装置611の充電量を回復させることが可能である。特に、主蓄電装置611が鉛バッテリ等である場合に、当該主蓄電装置611の寿命の短命化を抑止することができる。また、初期充電期間中に主蓄電装置611のみを充電し、副蓄電装置612を充電しないようにすることで、発電機110による発電のために消費される燃料の量を削減できる。並びに、副蓄電装置612の空き容量を適正に確保できるため、車両の減速時の回生制動を通じて車両の運動エネルギを電力として副蓄電装置612に回収し再利用することが可能となり、車両の燃費性能の向上に寄与し得る。   According to the present embodiment, the charge amount of main power storage device 611 can be recovered as soon as possible after starting internal combustion engine 100 that has been stopped. In particular, when the main power storage device 611 is a lead battery or the like, shortening of the life of the main power storage device 611 can be suppressed. Further, by charging only the main power storage device 611 and not charging the sub power storage device 612 during the initial charging period, the amount of fuel consumed for power generation by the generator 110 can be reduced. In addition, since the free capacity of the secondary power storage device 612 can be appropriately secured, the kinetic energy of the vehicle can be collected and reused as power in the secondary power storage device 612 through regenerative braking when the vehicle is decelerated. It can contribute to improvement.

しかも、スイッチ613のON/OFFの切り換えの回数・頻度が減少することになるので、スイッチ613がリレー等である場合にその動作音の発生機会の減少によるNV(Noise and Vibration)性能の向上、及びスイッチ613の寿命の延命につながる。   In addition, since the number and frequency of ON / OFF switching of the switch 613 are reduced, when the switch 613 is a relay or the like, the improvement of NV (Noise and Vibration) performance due to the reduction of the generation opportunity of the operation sound, In addition, the life of the switch 613 is extended.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、内燃機関100を停止している駐車中に主蓄電装置611から電装系の電気負荷7に供給した電荷量即ち主蓄電装置611の放電量をモニタリングできるのであれば、イグニッションスイッチがOFFになったときの主蓄電装置611の充電量から、内燃機関100の停止中の主蓄電装置611の放電量を減算したものが、内燃機関100の始動時の主蓄電装置611の充電量となる。そして、ステップS2にて、この始動時の主蓄電装置611の充電量が少ないほど初期充電期間を長く設定することができる。   The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. For example, if it is possible to monitor the amount of charge supplied from the main power storage device 611 to the electrical load 7 of the electrical system during parking while the internal combustion engine 100 is stopped, that is, the amount of discharge of the main power storage device 611, the ignition switch is turned off. The amount of charge of the main power storage device 611 when the internal combustion engine 100 is started is obtained by subtracting the amount of discharge of the main power storage device 611 when the internal combustion engine 100 is stopped from the amount of charge of the main power storage device 611 at that time. In step S2, the initial charging period can be set longer as the charging amount of main power storage device 611 at the time of starting is smaller.

あるいは、内燃機関100の始動直前(クランキング開始直前)または始動直後(完爆後)の主蓄電装置611の端子電圧(または、開回路電圧)が低いほど、内燃期間100の始動時の主蓄電装置611の充電量が少ないと考え、この始動時の主蓄電装置611の充電量が少ないほど初期充電期間を長く設定するようにしても構わない。   Alternatively, the main power storage at the start of the internal combustion period 100 is lower as the terminal voltage (or open circuit voltage) of the main power storage device 611 immediately before the start of the internal combustion engine 100 (just before the start of cranking) or just after the start (after the complete explosion) is lower. Considering that the charging amount of the device 611 is small, the initial charging period may be set longer as the charging amount of the main power storage device 611 at the time of starting is smaller.

内燃機関100に付随する発電機は、内燃機関100のクランクシャフト10または車軸から回転駆動力の伝達を受けて発電できるものであればよく、電動機としての機能を必ずしも兼ね備えていなくともよい。   The generator associated with the internal combustion engine 100 is not limited as long as it can generate electric power by receiving a rotational driving force transmitted from the crankshaft 10 or the axle of the internal combustion engine 100 and does not necessarily have a function as an electric motor.

その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   Other specific configurations of each part can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両に搭載される電源装置に適用できる。   The present invention can be applied to a power supply device mounted on a vehicle.

0…制御部(ECU)
10…出力軸(クランクシャフト)
100…内燃機関
110…発電機(ISG)
611…主蓄電装置
612…副蓄電装置
613…スイッチ
0 ... Control unit (ECU)
10 ... Output shaft (crankshaft)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Internal combustion engine 110 ... Generator (ISG)
611 ... Main power storage device 612 ... Sub power storage device 613 ... Switch

Claims (1)

車両に搭載された内燃機関の出力軸の回転に連動して回転する発電機と、
発電機に接続する主蓄電装置と、
発電機との間に断接切換可能なスイッチを介在させた態様で主蓄電装置と並列に発電機に接続する副蓄電装置と、
停止していた内燃機関の始動後、前記スイッチをOFFに維持して発電機の発電電力を副蓄電装置に供給せず主蓄電装置に供給する初期充電期間を設け、当該初期充電期間を経た後にスイッチをOFFからONに切り換えることを許容するものとし、その初期充電期間の長さを内燃機関の始動時の主蓄電装置の充電状態に応じて設定する制御部と
を具備する車両用電源装置。
A generator that rotates in conjunction with the rotation of the output shaft of the internal combustion engine mounted on the vehicle;
A main power storage device connected to the generator;
A sub power storage device connected to the generator in parallel with the main power storage device in a mode in which a switch that can be connected and disconnected is interposed between the generator and the generator,
After starting the internal combustion engine that has been stopped, the switch is kept OFF to provide an initial charging period for supplying the main power storage device without supplying the generated power of the generator to the sub power storage device, and after passing through the initial charging period A vehicle power supply apparatus comprising: a control unit that allows the switch to be switched from OFF to ON, and sets a length of an initial charging period according to a state of charge of the main power storage device when the internal combustion engine is started.
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