JP4120418B2 - Automotive power supply - Google Patents

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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの蓄電手段（主蓄電手段と補助蓄電手段）を備える自動車用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特許文献１に記載された車両用電力制御装置がある。
この従来技術は、DC-DC コンバータを介して接続された主蓄電手段と予備蓄電手段とを備え、減速時に得られる回生エネルギ（電力）を予備蓄電手段に充電し、その充電された電力を減速時以外（加速時、低速走行時、アイドリング時等）に主蓄電手段より優先して車両電気負荷へ供給するように、DC-DC コンバータを切換制御している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平6-296332号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来技術では、減速時にオルタネータによって生み出される回生エネルギがDC-DC コンバータを介して予備蓄電手段に充電されるため、DC-DC コンバータを介在させる分だけ回生効率が低下する。また、予備蓄電手段に充電された電力を車両電気負荷へ供給する際にもDC-DC コンバータを介して行われるため、給電効率が悪くなる。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、車両減速時の回生エネルギの回収及び電気負荷への電力供給を効率良く行うことができる自動車用電源装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明）
本発明の自動車用電源装置は、車両減速時に回生エネルギを発生する発電手段と、この発電手段で発生した回生エネルギを直接蓄えると共に、車両に搭載される電気負荷への電力供給を行う高性能な主蓄電手段と、この主蓄電手段から電力の供給を受けて充電されると共に、主蓄電手段より低温時の放電特性に優れる補助蓄電手段と、エンジンを始動する時のエンジン温度またはエンジン温度に相関する温度をエンジン始動時温度と呼ぶ時に、エンジン始動時に始動装置へ電力を供給する電力源として、エンジン始動時温度に応じて主蓄電手段と補助蓄電手段のどちらか一方を選択または併用できる始動装置電源切替手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成によれば、車両減速時に発電手段で生み出される回生エネルギを高性能な主蓄電手段にDC-DC コンバータ等を介さずに直接回収するので、効率良く回収できる。
また、その主蓄電手段からDC-DC コンバータ等を介さずに電気負荷へ電力を供給するので、効率良く電力供給を行うことができる。
更に、始動装置の電力源として、エンジン始動時温度に応じて主蓄電手段と補助蓄電手段のどちらか一方を選択または併用するので、主蓄電手段と補助蓄電手段を、それぞれの特性に応じて有効に使用できる。
【０００７】
また、所定温度Ｔ１より低い温度帯を極低温域と呼び、所定温度Ｔ１〜Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）の温度帯を低温域、所定温度Ｔ２〜Ｔ３（Ｔ２＜Ｔ３）の温度帯を常温域、及び所定温度Ｔ３より高い温度帯を高温域と呼ぶ時に、
始動装置電源切替手段は、エンジン始動時温度が常温域の時に主蓄電手段を選択し、エンジン始動時温度が極低温域および高温域の時に主蓄電手段と補助蓄電手段との併用に切り替えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、常温域での使用に適した主蓄電手段と、極低温域および高温域での始動トルクが大きい条件で、より大きな電力を供給可能な両蓄電手段の併用とを、それぞれエンジン始動時温度に応じて選択できるので、二つの蓄電手段（主蓄電手段と補助蓄電手段）を効果的に使用できる。これにより、蓄電手段の小型化、低コスト化を図ることが可能である。
【０００９】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した自動車用電源装置において、
エンジン始動時温度が低温域の時は、エンジン始動時に補助蓄電手段から始動装置へ電力を供給することを特徴とする。
この構成によれば、主蓄電手段と補助蓄電手段とを併用する場合の温度域を減らすことができるため、後で述べる始動用に供しない蓄電手段を使った電力の安定供給が可能である。
【００１０】
（請求項３の発明）
請求項１または２に記載した自動車用電源装置において、
エンジン始動時に、主蓄電手段から始動装置へ電力を供給している場合には、電圧保証が必要な電気負荷に対し補助蓄電手段より電力の供給を行い、補助蓄電手段から始動装置へ電力を供給している場合には、電圧保証が必要な電気負荷に対し主蓄電手段より電力の供給を行うことを特徴とする。
【００１１】
主蓄電手段または補助蓄電手段から始動装置に大電流が流れると、主蓄電手段または補助蓄電手段が電圧降下を生じる。そこで、エンジン始動時温度が常温域の時は、主蓄電手段から始動装置へ電力の供給が行われるので、電圧保証が必要な電気負荷に対し補助蓄電手段から電力の供給を行うことにより、主蓄電手段の電圧降下の影響を受けることなく、電圧保証が必要な電気負荷に対し必要な電圧を確保できる。
【００１２】
また、エンジン始動時温度が低温域（極低温域も含む）および高温域の時は、補助蓄電手段から始動装置へ電力の供給が行われるので、電圧保証が必要な電気負荷に対し主蓄電手段から電力の供給を行うことにより、補助蓄電手段の電圧降下の影響を受けることなく、電圧保証が必要な電気負荷に対し必要な電圧を確保できる。
【００１９】
（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかの自動車用電源装置において、
主蓄電手段から補助蓄電手段に電力を供給する充電回路にＤＣ−ＤＣコンバータが設けられ、このＤＣ−ＤＣコンバータを介して微電流で主蓄電手段から補助蓄電手段に充電されることを特徴とする。
この構成では、主蓄電手段から補助蓄電手段に微電流で充電するので、ＤＣ−ＤＣコンバータを小型化（小容量化）できる。
【００２０】
（請求項５の発明）
請求項１〜３に記載した何れかの自動車用電源装置において、主蓄電手段から補助蓄電手段に電力を供給する充電回路にリレースイッチが設けられ、このリレースイッチがＯＮされた時に主蓄電手段から補助蓄電手段に充電されることを特徴とする。
この構成では、主蓄電手段から補助蓄電手段にＤＣ−ＤＣ コンバータを介さずに充電できるので、充電効率を高くできる。
【００２１】
（請求項６の発明）
請求項４または５に記載した自動車用電源装置において、主蓄電手段と補助蓄電手段との電圧差が所定の値より小さい時に、ＤＣ−ＤＣコンバータが作動、またはリレースイッチがＯＮされて、主蓄電手段から補助蓄電手段に充電されることを特徴とする。
これにより、微電流で主蓄電手段から補助蓄電手段に充電されるので、ＤＣ−ＤＣコンバータ、リレースイッチ、配線、両蓄電手段などの抵抗による発熱損失を低減でき、より効率的な充電が可能となる。
【００２２】
（請求項７の発明）
請求項４または５に記載した自動車用電源装置において、発電手段が発電を停止している時に、主蓄電手段から補助蓄電手段に充電されることを特徴とする。
主蓄電手段は、充電状態の検出精度が良いので、発電電力を精度良く検出することが可能となる。
【００２３】
（請求項８の発明）
請求項１〜７に記載した何れかの自動車用電源装置において、主蓄電手段から始動装置と電気負荷に電力供給する導体部分と、主蓄電手段から補助蓄電手段に電力供給する導体部分とに別々に電流検出手段を設けると共に、主蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段を有し、これらの検出値と主蓄電手段の状態検知手段で求めた充電状態の値とを比較することで、消費電力量および補助蓄電手段の充電量を精度良く捉えることを特徴とする。
【００２４】
これにより、主蓄電手段の精度の良い状態検出値を用いて消費電力を補正することが可能となり、電力エネルギの管理が容易になる。
また、補助蓄電手段は、そのものの充電状態の検出精度が悪くても（補助蓄電手段の一例である鉛バッテリは検出精度が悪い）、電気負荷の消費電力を精度良く捉えることができれば、主蓄電手段の放電量との差を求めることにより、補助蓄電手段の充電状態をより正確に捉えることが可能である。
【００２５】
（請求項９の発明）
請求項１〜８に記載した何れかの自動車用電源装置において、主蓄電手段の充電状態が所定の状態から外れた状態にある場合には、電圧保証が必要な電気負荷に対し、主蓄電手段から補助蓄電手段に切り替えて電力の供給を行うことを特徴とする。
これにより、主蓄電手段の充電状態が所定の状態から外れた場合でも、電圧保証が必要な電気負荷に対し補助蓄電手段から電力の供給を行うことにより、必要な電圧を確保できる。
【００２６】
（請求項１０の発明）
請求項１〜９に記載した何れかの自動車用電源装置において、運転者のキー操作によりエンジン停止された後、暗電流の供給を主蓄電手段から行うことを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は自動車用電源装置が適用されるエンジン始動システム（本システムと呼ぶ）の全体構成図、図２は自動車用電源装置の回路図である。
本システムは、アイドルストップ機能を備えた車両に搭載されるもので、図１に示す様に、エンジン１の始動を行う始動装置（以下に記載する）と、エンジン１に駆動されて発電するオルタネータ２（本発明の発電手段）、エンジン１の運転状態を制御するエンジンＥＣＵ３、アイドルストップ機能を制御するアイドルストップＥＣＵ４、および二つのバッテリ５、６等を備える。
【００２８】
アイドルストップ機能は、例えば交差点等で車両が停止した時にエンジン１を自動停止させ、その後、始動条件が成立した時（例えば運転者がブレーキペダルから足を離した時）にエンジン１を自動的に再始動させる機能である。
始動装置は、優先的に使用されるベルト式スタータ７と、このベルト式スタータ７によるエンジン始動が所定外の状態になった場合（例えばスタータ７、エンジン１、ベルト等の不調）が生じた場合に使用されるギヤ式スタータ８とを有している。
【００２９】
ベルト式スタータ７は、自身の出力軸に取り付けられたスタータプーリ７ａと、エンジン１のクランク軸に取り付けられたクランクプーリ１ａとがベルト９により連結され、そのベルト９を介してクランクプーリ１ａにモータ回転力を伝達してエンジン始動を行う。
ギヤ式スタータ８は、例えばピニオンギヤ（図示せず）をエンジン１のリングギヤ（図示せず）に噛み合わせた後、モータ回転力をピニオンギヤからリングギヤに伝達してエンジン始動を行う。
オルタネータ２は、ベルト式スタータ７と同様に、自身に取り付けられるプーリ２ａとクランクプーリ１ａとが上記のベルト９により常時連結されている。
【００３０】
エンジンＥＣＵ３は、エンジン１に最適な空燃比が得られるように燃料噴射量と点火時期を算出し、その結果に基づいてＥＦＩ１０（燃料噴射装置）を電子制御する。
なお、エンジンＥＣＵ３には、エンジン１の運転状態やバッテリ状態及び外気温等を検出する各種センサ（図示せず）が接続され、これらのセンサからエンジン制御に必要な各種情報（車速、エンジン回転角信号、アクセル開度、エンジン冷却水温、バッテリ状態、電圧、電流、温度、外気温等）が入力される。
【００３１】
アイドルストップＥＣＵ４は、所定のエンジン停止条件が成立する（車速が0km/h 、ブレーキペダルが踏まれている等）と、エンジンＥＣＵ３にエンジン停止信号（燃料カット信号及び点火カット信号）を出力し、上記のエンジン始動条件が成立すると、エンジンＥＣＵ３にエンジン始動信号（燃料噴射信号と点火信号）を出力する。また、ベルト式スタータ７によるエンジン始動に何らかの不調が検出された場合には、ベルト式スタータ７からギヤ式スタータ８に切り替える。
【００３２】
二つのバッテリ５、６は、高性能なメインバッテリ５（例えば、Liイオンバッテリ、ニッケル系バッテリ、電気二重層キャパシタ等）と、このメインバッテリ５より低温時の放電特性に優れるサブバッテリ６（例えば、鉛バッテリ）である。なお、「高性能」とは、下記の項目▲１▼〜▲６▼の幾つかにおいて優れているものを言う。
▲１▼エネルギ密度、▲２▼出力密度、▲３▼サイクル寿命
▲４▼バッテリ状態検出（SOC,SOH 等）性能、▲５▼放電深さ、▲６▼充電受入性
【００３３】
次に、自動車用電源装置の回路構成と二つのバッテリ５、６の使用方法について、図２を参照して説明する。
本実施例の自動車用電源装置は、車両減速時にオルタネータ２で発生した回生エネルギをメインバッテリ５に回収し、そのメインバッテリ５から、例えばDC-DC コンバータ１１を介して微電流でサブバッテリ６に充電される。
このメインバッテリ５からサブバッテリ６への充電は、メインバッテリ５とサブバッテリ６との電圧差が所定の値より小さい時、またオルタネータ２が発電を停止している時に行われる。なお、DC-DC コンバータ１１の代わりに、図２に示すリレースイッチ１２を設けて、このリレースイッチ１２をONした時に充電が開始される様に構成しても良い。
【００３４】
メインバッテリ５は、主に以下の目的に使用される。
ａ）車両に搭載される一般電気負荷１３への電力供給。
ｂ）エンジン始動時のエンジン温度（またはバッテリ温度）が常温域（以下に説明する）にある時のスタータ７への電力供給。
ｃ）サブバッテリ６によりスタータ７への電力供給を行う時に、電圧保証を必要とする電気負荷１４（例えば、ブレーキ装置、ステアリング装置、ナビゲーション装置等）への電力供給。
ｄ）IGキーのOFF 操作によるエンジン停止後の一般電気負荷１３に対する電力供給（暗電流の供給）。
【００３５】
サブバッテリ６は、主に以下の目的に使用される。
ａ）エンジン始動時のエンジン温度が極低温域と低温域または高温域（以下に説明する）にある時のスタータ７への電力供給。
ｂ）メインバッテリ５によりスタータ７への電力供給を行う時に、電圧保証を必要とする電気負荷１４への電力供給。
【００３６】
スタータ７に接続されるスタータ電源回路１５には、メインバッテリ５とサブバッテリ６とを切り替えてスタータ７に接続するスタータ電源切替スイッチ１６と、サブバッテリ６をメインバッテリ５と併用する時にON作動するリレースイッチ１７とが設けられている。
また、電圧保証を必要とする電気負荷１４に接続される電源回路１８には、メインバッテリ５とサブバッテリ６とを切り替える電源切替スイッチ１９が設けられている。
更に、メインバッテリ５とサブバッテリ６との切り替え時に、電圧保証を必要とする電気負荷１４に対し安定した電力供給を確保できる様に、メインバッテリ５と電気負荷１４との間にリレースイッチ２０を有する短絡回路２１が設けられている。
【００３７】
続いて、エンジン始動時のバッテリ切替制御について説明する。
図３はバッテリ切替制御の手順を示すフローチャートである。
Step10…エンジン温度を検出する。なお、エンジン温度以外に、そのエンジン温度に相関する温度（例えばバッテリ温度）でも良い。
【００３８】
Step20…検出されたエンジン温度を所定温度と比較する。
ここでは、所定温度T1、T2、T3（但し、T1＜T2＜T3）を有し、それぞれの所定温度に基づいて以下の温度域が設定されている。
T1より低い温度帯：極低温域
T1〜T2の温度帯：低温域
T2〜T3の温度帯：常温域
T3より高い温度帯：高温域
従って、Step20では、検出されたエンジン温度が所定温度T1より小さい（極低温域）か否か、または所定温度T3より大きい（高温域）か否かを判定する。この判定結果がYES の時はStep60へ進み、判定結果がNOの時はStep30へ進む。
【００３９】
Step30…検出されたエンジン温度が所定温度T2より小さい（つまり低温域）か否かを判定する。この判定結果がYES の時はStep50へ進み、判定結果がNOの時はStep40へ進む。
Step40（エンジン温度が常温域に入ると判定された場合）では、次のStep41〜44の処理を実行する。
【００４０】
Step41…電源切替スイッチ１９をサブバッテリ６側（図２に示す破線位置）に切り替えて、電圧保証を必要とする電気負荷１４に対しサブバッテリ６から電力を供給する。
Step42…スタータ電源切替スイッチ１６をメインバッテリ５側（図２に示す実線位置）に切り替えて、メインバッテリ５からスタータ７に始動用電力を供給する。この時、リレースイッチ１７はOFF 状態である。
Step43…スタータ７をONする。
【００４１】
Step44…エンジン始動が完了したか否かを判定する。この判定結果がYES の時（始動完了）はStep70へ進み、判定結果がNOの時はStep52へ進む。
Step50（エンジン温度が低温域に入ると判定された場合）では、次のStep51〜54の処理を実行する。
Step51…電源切替スイッチ１９をメインバッテリ５側（図２に示す実線位置）に切り替えて、電圧保証を必要とする電気負荷１４に対しメインバッテリ５から電力を供給する。
【００４２】
Step52…スタータ電源切替スイッチ１６をサブバッテリ６側（図２に示す破線位置）に切り替えて、サブバッテリ６からスタータ７に始動用電力を供給する。この時、リレースイッチ１７はOFF 状態である。
Step53…スタータ７をONする。
Step54…エンジン始動が完了したか否かを判定する。この判定結果がYES の時（始動完了）はStep70へ進み、判定結果がNOの時はStep60へ進む。
【００４３】
Step60（エンジン温度が極低温域または高温域に入ると判定された場合）では、次のStep61〜63の処理を実行する。
Step61…スタータ電源切替スイッチ１６をメインバッテリ５側に切り替えると共に、リレースイッチ１７をONする。これにより、メインバッテリ５とサブバッテリ６とを併用して始動用電力をスタータ７に供給する。
Step62…スタータ７をONする。
Step63…エンジン始動が完了したか否かを判定する。この判定結果がYES の時（始動完了）はStep70へ進み、判定結果がNOの時はStep90へ進む。
【００４４】
Step70…スタータ７への通電をOFF して本制御を終了する。
Step80…電源切替スイッチ１９をメインバッテリ５側に切り替えて、電圧保証を必要とする電気負荷１４に対しメインバッテリ５から電力を供給する。
Step90…スタータ７への通電をOFF する。
Step100 …異常警報を出力して本制御を終了する。
【００４５】
上記のバッテリ切替制御によれば、エンジン始動時のエンジン温度に応じて、メインバッテリ５とサブバッテリ６との何方か一方を選択または両バッテリ５、６を併用してスタータ７へ電力供給を行うので、メインバッテリ５とサブバッテリ６とを、それぞれの特性に応じて有効に使用できる。
なお、図２に示す回路図では、メインバッテリ５とサブバッテリ６とを併用してスタータ７に電力供給を行う際に、そのスタータ７に対しメインバッテリ５とサブバッテリ６とが並列に接続される構成であるが、メインバッテリ５とサブバッテリ６とを直列に接続する回路構成としても良い。
【００４６】
また、メインバッテリ５からスタータ７に始動用電力を供給する場合には、サブバッテリ６から電圧保証を必要とする電気負荷１４に電力の供給を行い、サブバッテリ６からスタータ７に始動用電力を供給する場合には、メインバッテリ５から電圧保証を必要とする電気負荷１４に電力の供給を行うので、スタータ７への通電時に生じる各バッテリ５、６の電圧降下の影響を受けることなく、電圧保証が必要な電気負荷１４に対し必要な電圧を安定して確保できる。
【００４７】
次に、メインバッテリ５からサブバッテリ６に充電する時の制御方法を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
なお、このメインバッテリ５からサブバッテリ６への充電は、エンジン停止状態で実行される。
Step200 …充電開始を判定するための温度を検出する。ここでは、バッテリ温度、エンジン温度、外気温等を使用できる。
【００４８】
Step210 …検出された温度が所定値ａより小さいか否かを判定する。この判定結果がYES の時はStep220 へ進み、判定結果がNOの時はStep200 へ戻る。
Step220 …メインバッテリ５とサブバッテリ６の充電状態が所定の状態ｂより低いか否かを判定する。ここで、メインバッテリ５の充電状態は、SOC,SOH によって検出し、サブバッテリ６の充電状態は、電圧値によって検出する。この判定結果がYES の時はStep230 へ進み、判定結果がNOの時はStep200 へ戻る。
【００４９】
Step230 …メインバッテリ５からサブバッテリ６へ充電を開始する。
Step240 …メインバッテリ５とサブバッテリ６の充電状態が所定の状態ｂより高いか否かを判定する。この判定結果がYES の時は本制御を終了し、判定結果がNOの時はStep230 へ戻る。
なお、上記のフローチャートに対し、温度変化の勾配をモニタして、その温度勾配より充電電流を決定するシーケンスを挿入しても良い。
【００５０】
また、図２に示す様に、メインバッテリ５からスタータ７および電気負荷１３、１４に電力供給する配線と、メインバッテリ５からサブバッテリ６に電力供給する配線とにそれぞれ電流センサ２２、２３を設けると共に、メインバッテリ５の電圧を検出する電圧検出手段を持ち、これらの検出値とメインバッテリ５の充電状態の値とを比較することにより、消費電力量およびサブバッテリ６の充電量を精度良く捉えることも可能である。これにより、メインバッテリ５の精度の良い状態検出値を用いて消費電力を補正することが可能となり、電力エネルギの管理が容易になる。
【００５１】
また、サブバッテリ６は、そのものの充電状態の検出精度が悪くても（鉛バッテリは検出精度が悪い）、電気負荷１３、１４の消費電力を精度良く捉えることができれば、メインバッテリ５の放電量との差を求めることにより、サブバッテリ６の充電状態をより正確に捉えることが可能である。
【００５２】
（第１実施例の効果）
本システムでは、車両減速時にオルタネータ２で生み出される回生エネルギを高性能なメインバッテリ５にDC-DC コンバータ１１等を介さずに直接回収するので、効率良く回収できる。また、そのメインバッテリ５からDC-DC コンバータ１１等を介さずに一般電気負荷１３へ電力を供給するので、効率良く電力供給を行うことができる。
更に、スタータ７の電力源として、エンジン温度に応じてメインバッテリ５とサブバッテリ６のどちらか一方を選択または併用するので、両バッテリ５、６を、それぞれの特性に応じて有効に使用できる。
【００５３】
（第２実施例）
図５は自動車用電源装置の回路図である。
本実施例は、スタータ７への電力供給をメインバッテリ５とサブバッテリ６の何方か一方で行う場合の一例である。
この場合、第１実施例に記載した極低温域、低温域、および常温域では、第１実施例と同様に、スタータ電源切替スイッチ１６により両バッテリ５、６を切り替えて使用される。但し、メインバッテリ５とサブバッテリ６とを併用してスタータ７に電力供給を行うことがないので、第１実施例に示した高温域（T3以上）では、サブバッテリ６のみを使用する。
【００５４】
（変形例）
第１実施例では、エンジン温度に応じてメインバッテリ５とサブバッテリ６とを切り替える例を説明したが、エンジン温度の代わりに、初回始動時とエンジン自動停止後の再始動時とで両バッテリ５、６を切り替えても良い。つまり、初回始動時（IGキーのON操作によるエンジン始動）は、エンジン温度が低いと判断できるので、サブバッテリ６からスタータ７への電力供給を行い、電圧保証を必要とする電気負荷１４に対してメインバッテリ５から電力供給を行う。一方、エンジン自動停止後の再始動時には、エンジン温度が上昇しているので、メインバッテリ５からスタータ７への電力供給を行い、電圧保証を必要とする電気負荷１４に対してサブバッテリ６から電力供給を行う。
【００５５】
第１実施例では、ベルト式スタータ７を優先的に使用してエンジン始動を行う例を説明したが、ベルト式スタータ７の代わりにギヤ式スタータ８を優先的に使用しても良い。あるいは、初回始動時のみギヤ式スタータ８を使用し、エンジン自動停止後の再始動時にベルト式スタータ７を使用してエンジン始動を行っても良い。
また、始動装置として２台のスタータ７、８を搭載する例を示したが、ベルト式スタータ７もしくはギヤ式スタータ８の何方か一方を搭載した構成においても同様に実施可能である。
本実施例では、車両減速時に回生エネルギを発生するオルタネータ２を記載しているが、オルタネータ２の代わりに発電機能を有するモータジェネレータを採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン始動システムの全体図である。
【図２】自動車用電源装置の回路図である（第１実施例）。
【図３】エンジン始動時のバッテリ切替制御を示すフローチャートである。
【図４】サブバッテリへの充電方法を示すフローチャートである。
【図５】自動車用電源装置の回路図である（第２実施例）。
【符号の説明】
１ エンジン
２ オルタネータ（発電手段）
４ アイドルストップＥＣＵ（エンジン自動停止／始動制御装置）
５ メインバッテリ（主蓄電手段）
６ サブバッテリ（補助蓄電手段）
７ ベルト式スタータ（始動装置）
１１ DC-DC コンバータ
１２ リレースイッチ
１３ 一般電気負荷
１４ 電圧保証が必要な電気負荷
１６ スタータ電源切替スイッチ（始動装置電源切替手段）
１７ リレースイッチ（始動装置電源切替手段）
２２ 電流センサ（電流検出手段）
２３ 電流センサ（電流検出手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automobile power supply device including two power storage means (a main power storage means and an auxiliary power storage means).
[0002]
[Prior art]
As a prior art, there is a vehicle power control device described in Patent Document 1.
This prior art comprises a main power storage means and a reserve power storage means connected via a DC-DC converter, charges the regenerative energy (electric power) obtained during deceleration to the reserve power storage means, and decelerates the charged power. The DC-DC converter is controlled so that it is supplied to the vehicle electrical load with priority over the main power storage means at times other than the time (acceleration, low-speed driving, idling, etc.).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-23632 / 1993
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional technology, the regenerative energy generated by the alternator during deceleration is charged to the standby power storage means via the DC-DC converter, so that the regenerative efficiency is reduced by the amount of interposing the DC-DC converter. Moreover, since the power charged in the reserve power storage means is supplied to the vehicle electrical load through the DC-DC converter, the power supply efficiency is deteriorated.
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an automotive power supply device capable of efficiently collecting regenerative energy during vehicle deceleration and supplying power to an electric load. is there.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
(Invention of Claim 1)
The power supply device for automobiles of the present invention is a high-performance power generator that generates regenerative energy when the vehicle decelerates, and stores the regenerative energy generated by the power generator directly and supplies power to an electric load mounted on the vehicle. Correlates with main power storage means, auxiliary power storage means that is charged with power supplied from the main power storage means and has superior discharge characteristics at a lower temperature than the main power storage means, and engine temperature or engine temperature when the engine is started A starting device that can select or use either the main power storage means or the auxiliary power storage means according to the engine starting temperature as a power source for supplying electric power to the starting device at the time of starting the engine Power supply switching means.
[0006]
According to the above configuration, the regenerative energy generated by the power generation means when the vehicle is decelerated is directly recovered by the high-performance main power storage means without using a DC-DC converter or the like, so that it can be recovered efficiently.
Further, since electric power is supplied from the main power storage means to the electric load without using a DC-DC converter or the like, electric power can be supplied efficiently.
Furthermore, since either the main power storage means or the auxiliary power storage means is selected or used in combination as the power source of the starting device according to the engine starting temperature, the main power storage means and the auxiliary power storage means are effective according to the respective characteristics. Can be used for
[0007]
Further, a temperature range lower than the predetermined temperature T1 is referred to as an extremely low temperature range, a temperature range of the predetermined temperature T1 to T2 (T1 <T2) is a low temperature range, and a temperature range of the predetermined temperature T2 to T3 (T2 <T3) is a normal temperature range, And when a temperature range higher than the predetermined temperature T3 is called a high temperature range,
The starter power supply switching means selects the main power storage means when the engine starting temperature is in the normal temperature range, and switches to the combined use of the main power storage means and the auxiliary power storage means when the engine starting temperature is in the extremely low temperature range and the high temperature range. Features.
[0008]
According to this configuration, the main power storage means suitable for use in the normal temperature range and the combined use of both power storage means capable of supplying larger power under conditions where the starting torque in the cryogenic temperature range and the high temperature range are large, Since it can be selected according to the engine starting temperature, two power storage means (main power storage means and auxiliary power storage means) can be used effectively. Thereby, it is possible to reduce the size and cost of the power storage means.
[0009]
(Invention of Claim 2 )
The automobile power supply device according to claim 1 ,
When the engine starting temperature is in a low temperature range, electric power is supplied from the auxiliary power storage means to the starting device when starting the engine.
According to this configuration, since the temperature range when the main power storage unit and the auxiliary power storage unit are used together can be reduced, it is possible to stably supply power using the power storage unit that is not used for starting, which will be described later.
[0010]
(Invention of Claim 3 )
The automobile power supply device according to claim 1 or 2 ,
When power is supplied from the main power storage means to the starter when starting the engine, power is supplied from the auxiliary power storage means to the electrical load that requires voltage guarantee, and power is supplied from the auxiliary power storage means to the starter. In this case, electric power is supplied from the main power storage means to an electric load that requires voltage guarantee.
[0011]
When a large current flows from the main power storage means or the auxiliary power storage means to the starting device, a voltage drop occurs in the main power storage means or the auxiliary power storage means. Therefore, when the engine starting temperature is in the normal temperature range, power is supplied from the main power storage means to the starter. Therefore, by supplying power from the auxiliary power storage means to the electrical load that requires voltage guarantee, A voltage required for an electric load requiring a voltage guarantee can be secured without being affected by a voltage drop of the power storage means.
[0012]
In addition, when the engine starting temperature is in a low temperature range (including a very low temperature range) and a high temperature range, power is supplied from the auxiliary power storage means to the starter, so that the main power storage means for the electric load that requires voltage guarantee. By supplying power from the power supply, it is possible to secure a necessary voltage for an electric load requiring a voltage guarantee without being affected by a voltage drop of the auxiliary power storage means.
[0019]
(Invention of Claim 4 )
The vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 3 ,
A charging circuit for supplying power from the main power storage means to the auxiliary power storage means is provided with a DC-DC converter, and the main power storage means is charged from the main power storage means to the auxiliary power storage means through the DC-DC converter with a small current. .
In this configuration, since the main power storage means charges the auxiliary power storage means with a small current, the DC-DC converter can be reduced in size (capacity reduction).
[0020]
(Invention of Claim 5 )
In one of the power device for motor vehicles according to claim 1 to 3, the main power storage unit relay switch is provided in the charging circuit for supplying electric power to the auxiliary storage means from the main power storage means when the relay switch is ON The auxiliary power storage means is charged.
In this configuration, since the main power storage means can be charged from the auxiliary power storage means without the DC-DC converter, the charging efficiency can be increased.
[0021]
(Invention of Claim 6 )
6. The automobile power supply device according to claim 4 or 5 , wherein when the voltage difference between the main power storage means and the auxiliary power storage means is smaller than a predetermined value, the DC-DC converter is activated or the relay switch is turned on to The auxiliary power storage means is charged from the means.
As a result, since the main power storage means is charged from the main power storage means with a small current, heat loss due to resistance of the DC-DC converter, relay switch, wiring, both power storage means, etc. can be reduced, and more efficient charging is possible. Become.
[0022]
(Invention of Claim 7 )
The power supply device for an automobile according to claim 4 or 5 is characterized in that when the power generation means stops power generation, the auxiliary power storage means is charged from the main power storage means.
Since the main power storage means has good detection accuracy of the state of charge, it becomes possible to detect the generated power with high accuracy.
[0023]
(Invention of Claim 8 )
The power supply device for an automobile according to any one of claims 1 to 7 , wherein a conductor portion for supplying power from the main power storage means to the starting device and the electric load and a conductor portion for supplying power from the main power storage means to the auxiliary power storage means are separately provided. Current detection means and voltage detection means for detecting the voltage of the main power storage means, and by comparing these detection values with the value of the state of charge obtained by the state detection means of the main power storage means It is characterized by accurately capturing the amount of electric power and the amount of charge of the auxiliary power storage means.
[0024]
As a result, it becomes possible to correct the power consumption using the state detection value with high accuracy of the main power storage means, and the management of the power energy is facilitated.
In addition, even if the auxiliary power storage means has poor detection accuracy of its state of charge (a lead battery as an example of the auxiliary power storage means has low detection accuracy), if the power consumption of the electric load can be accurately captured, the main power storage means By obtaining the difference from the discharge amount of the means, it is possible to capture the charged state of the auxiliary power storage means more accurately.
[0025]
(Invention of Claim 9 )
In one of the power device for motor vehicles according to claim 1-8, with respect to the main if the state of charge of the accumulator is in a state deviated from the predetermined state, the electric load required voltage assurance, the main power storage means The power is supplied by switching to the auxiliary power storage means.
As a result, even when the state of charge of the main power storage means deviates from the predetermined state, the necessary voltage can be ensured by supplying power from the auxiliary power storage means to the electrical load that requires voltage guarantee.
[0026]
(Invention of Claim 10 )
The power supply device for an automobile according to any one of claims 1 to 9 , wherein after the engine is stopped by a driver's key operation, dark current is supplied from the main power storage means.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine starting system (referred to as this system) to which an automobile power supply device is applied, and FIG. 2 is a circuit diagram of the automobile power supply device.
This system is mounted on a vehicle having an idle stop function. As shown in FIG. 1, a starter (described below) that starts the engine 1 and an alternator that is driven by the engine 1 and generates electric power. 2 (power generation means of the present invention), an engine ECU 3 that controls the operating state of the engine 1, an idle stop ECU 4 that controls the idle stop function, and two batteries 5, 6 and the like.
[0028]
The idle stop function automatically stops the engine 1 when the vehicle stops at an intersection, for example, and then automatically starts the engine 1 when a start condition is satisfied (for example, when the driver lifts his foot from the brake pedal). It is a function to restart.
The starter is a belt type starter 7 that is used preferentially, and when the engine start by the belt type starter 7 is not in a predetermined state (for example, starter 7, engine 1, belt, etc. malfunctions). The gear type starter 8 is used.
[0029]
The belt type starter 7 includes a starter pulley 7 a attached to its own output shaft and a crank pulley 1 a attached to a crank shaft of the engine 1 connected by a belt 9, and the motor is connected to the crank pulley 1 a via the belt 9. The engine is started by transmitting the rotational force.
The gear type starter 8 engages, for example, a pinion gear (not shown) with a ring gear (not shown) of the engine 1 and then transmits the motor rotational force from the pinion gear to the ring gear to start the engine.
In the alternator 2, like the belt type starter 7, the pulley 2 a attached to the alternator 2 and the crank pulley 1 a are always connected by the belt 9.
[0030]
The engine ECU 3 calculates the fuel injection amount and the ignition timing so that the optimum air-fuel ratio for the engine 1 is obtained, and electronically controls the EFI 10 (fuel injection device) based on the result.
The engine ECU 3 is connected to various sensors (not shown) for detecting the operating state of the engine 1, the battery state, the outside air temperature, and the like, and various information (vehicle speed, engine rotation angle) required for engine control from these sensors. Signal, accelerator opening, engine coolant temperature, battery state, voltage, current, temperature, outside air temperature, etc.) are input.
[0031]
The idle stop ECU 4 outputs an engine stop signal (fuel cut signal and ignition cut signal) to the engine ECU 3 when a predetermined engine stop condition is satisfied (the vehicle speed is 0 km / h, the brake pedal is depressed, etc.) When the engine start condition is satisfied, an engine start signal (a fuel injection signal and an ignition signal) is output to the engine ECU 3. Further, when any malfunction is detected in the engine start by the belt type starter 7, the belt type starter 7 is switched to the gear type starter 8.
[0032]
The two batteries 5 and 6 include a high-performance main battery 5 (for example, a Li-ion battery, a nickel-based battery, and an electric double layer capacitor) and a sub-battery 6 (for example, a discharge characteristic at a low temperature lower than that of the main battery 5). Lead battery). Note that “high performance” means what is excellent in some of the following items (1) to (6).
(1) Energy density, (2) Output density, (3) Cycle life, (4) Battery condition detection (SOC, SOH, etc.) performance, (5) Discharge depth, (6) Charge acceptance
Next, a circuit configuration of the automobile power supply device and a method of using the two batteries 5 and 6 will be described with reference to FIG.
The automobile power supply device according to the present embodiment collects the regenerative energy generated by the alternator 2 at the time of deceleration of the vehicle into the main battery 5, and from the main battery 5 to the sub-battery 6 with a small current via, for example, the DC-DC converter 11. Charged.
Charging from the main battery 5 to the sub-battery 6 is performed when the voltage difference between the main battery 5 and the sub-battery 6 is smaller than a predetermined value, or when the alternator 2 stops generating power. Instead of the DC-DC converter 11, a relay switch 12 shown in FIG. 2 may be provided so that charging is started when the relay switch 12 is turned on.
[0034]
The main battery 5 is mainly used for the following purposes.
a) Power supply to the general electric load 13 mounted on the vehicle.
b) Power supply to the starter 7 when the engine temperature (or battery temperature) at the time of starting the engine is in a normal temperature range (described below).
c) Power supply to an electric load 14 (for example, a brake device, a steering device, a navigation device, etc.) that requires a voltage guarantee when power is supplied to the starter 7 by the sub-battery 6.
d) Power supply to the general electric load 13 after the engine is stopped by the OFF operation of the IG key (dark current supply).
[0035]
The sub battery 6 is mainly used for the following purposes.
a) Power supply to the starter 7 when the engine temperature at the time of starting the engine is in a very low temperature range, a low temperature range, or a high temperature range (described below).
b) When supplying power to the starter 7 by the main battery 5, supplying power to the electric load 14 that requires voltage guarantee.
[0036]
The starter power supply circuit 15 connected to the starter 7 is turned on when the main battery 5 and the sub battery 6 are switched to connect to the starter 7 and the sub battery 6 is used together with the main battery 5. A relay switch 17 is provided.
The power supply circuit 18 connected to the electric load 14 requiring voltage guarantee is provided with a power supply switch 19 for switching between the main battery 5 and the sub battery 6.
Further, when switching between the main battery 5 and the sub-battery 6, a relay switch 20 is provided between the main battery 5 and the electric load 14 so as to ensure a stable power supply to the electric load 14 that requires voltage guarantee. The short circuit 21 which has is provided.
[0037]
Next, battery switching control at engine start will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for battery switching control.
Step10… Detect engine temperature. In addition to the engine temperature, a temperature (for example, battery temperature) correlated with the engine temperature may be used.
[0038]
Step 20 ... The detected engine temperature is compared with a predetermined temperature.
Here, there are predetermined temperatures T1, T2, T3 (where T1 <T2 <T3), and the following temperature ranges are set based on the respective predetermined temperatures.
Temperature range lower than T1: Extremely low temperature range
Temperature range from T1 to T2: Low temperature range
T2 to T3 temperature range: normal temperature range
Temperature range higher than T3: high temperature range Therefore, in Step 20, it is determined whether or not the detected engine temperature is lower than the predetermined temperature T1 (extremely low temperature range) or higher than the predetermined temperature T3 (high temperature range). When the determination result is YES, the process proceeds to Step 60, and when the determination result is NO, the process proceeds to Step 30.
[0039]
Step 30: It is determined whether or not the detected engine temperature is lower than a predetermined temperature T2 (that is, a low temperature range). When the determination result is YES, the process proceeds to Step 50, and when the determination result is NO, the process proceeds to Step 40.
In Step 40 (when it is determined that the engine temperature is in the normal temperature range), the following Steps 41 to 44 are executed.
[0040]
Step 41... The power changeover switch 19 is switched to the sub battery 6 side (the broken line position shown in FIG. 2) to supply electric power from the sub battery 6 to the electric load 14 that requires voltage guarantee.
Step 42... The starter power supply changeover switch 16 is switched to the main battery 5 side (solid line position shown in FIG. 2) to supply starter power from the main battery 5 to the starter 7. At this time, the relay switch 17 is in an OFF state.
Step43 ... Starter 7 is turned on.
[0041]
Step44 ... It is determined whether the engine start is completed. When the determination result is YES (starting completion), the process proceeds to Step 70, and when the determination result is NO, the process proceeds to Step 52.
In Step 50 (when it is determined that the engine temperature is in the low temperature range), the following Steps 51 to 54 are executed.
Step 51... The power switch 19 is switched to the main battery 5 side (solid line position shown in FIG. 2), and power is supplied from the main battery 5 to the electric load 14 requiring voltage guarantee.
[0042]
Step 52... The starter power supply changeover switch 16 is switched to the sub battery 6 side (the broken line position shown in FIG. 2), and the starting power is supplied from the sub battery 6 to the starter 7. At this time, the relay switch 17 is in an OFF state.
Step53 ... Turn on starter 7.
Step 54 ... It is determined whether the engine start is completed. When the determination result is YES (starting completion), the process proceeds to Step 70, and when the determination result is NO, the process proceeds to Step 60.
[0043]
In Step 60 (when it is determined that the engine temperature is in the extremely low temperature range or the high temperature range), the processing of the following Steps 61 to 63 is executed.
Step 61: The starter power source switch 16 is switched to the main battery 5 side and the relay switch 17 is turned on. Thereby, the main battery 5 and the sub-battery 6 are used together to supply the starting power to the starter 7.
Step62 ... Starter 7 is turned on.
Step 63: It is determined whether or not the engine start has been completed. When the determination result is YES (starting completion), the process proceeds to Step 70, and when the determination result is NO, the process proceeds to Step 90.
[0044]
Step70… Turn off the power to the starter 7 and end this control.
Step 80: The power switch 19 is switched to the main battery 5 side to supply power from the main battery 5 to the electric load 14 that requires voltage guarantee.
Step90… Turn off the power to the starter 7.
Step100… Outputs an alarm and ends this control.
[0045]
According to the battery switching control, power is supplied to the starter 7 by selecting either the main battery 5 or the sub battery 6 or using both the batteries 5 and 6 in accordance with the engine temperature at the time of starting the engine. Therefore, the main battery 5 and the sub-battery 6 can be used effectively according to their characteristics.
In the circuit diagram shown in FIG. 2, when the main battery 5 and the sub battery 6 are used together to supply power to the starter 7, the main battery 5 and the sub battery 6 are connected to the starter 7 in parallel. However, a circuit configuration in which the main battery 5 and the sub battery 6 are connected in series may be employed.
[0046]
When starting power is supplied from the main battery 5 to the starter 7, power is supplied from the sub battery 6 to the electric load 14 that requires voltage guarantee, and the starting power is supplied from the sub battery 6 to the starter 7. In the case of supply, since power is supplied from the main battery 5 to the electric load 14 that requires voltage guarantee, the voltage is not affected by the voltage drop of the batteries 5 and 6 that occurs when the starter 7 is energized. A necessary voltage can be stably secured for the electric load 14 that needs to be guaranteed.
[0047]
Next, a control method for charging the sub battery 6 from the main battery 5 will be described based on the flowchart shown in FIG.
The charging from the main battery 5 to the sub battery 6 is performed while the engine is stopped.
Step 200 ... Detects the temperature for determining the start of charging. Here, battery temperature, engine temperature, outside air temperature, etc. can be used.
[0048]
Step 210 ... It is determined whether or not the detected temperature is smaller than a predetermined value a. When the determination result is YES, the process proceeds to Step 220, and when the determination result is NO, the process returns to Step 200.
Step 220 ... It is determined whether or not the charged state of the main battery 5 and the sub battery 6 is lower than a predetermined state b. Here, the state of charge of the main battery 5 is detected by SOC, SOH, and the state of charge of the sub battery 6 is detected by a voltage value. When the determination result is YES, the process proceeds to Step 230, and when the determination result is NO, the process returns to Step 200.
[0049]
Step 230 ... Charging from the main battery 5 to the sub battery 6 is started.
Step 240 ... It is determined whether or not the charged state of the main battery 5 and the sub battery 6 is higher than a predetermined state b. When the determination result is YES, the present control is terminated, and when the determination result is NO, the process returns to Step 230.
Note that a sequence for monitoring the temperature change gradient and determining the charging current based on the temperature gradient may be inserted into the flowchart.
[0050]
Further, as shown in FIG. 2, current sensors 22 and 23 are provided in the wiring for supplying power from the main battery 5 to the starter 7 and the electric loads 13 and 14 and the wiring for supplying power from the main battery 5 to the sub-battery 6, respectively. At the same time, it has voltage detection means for detecting the voltage of the main battery 5 and compares the detected value with the value of the charge state of the main battery 5 to accurately capture the power consumption amount and the charge amount of the sub-battery 6. It is also possible. Thereby, it becomes possible to correct | amend power consumption using the state detection value with a sufficient precision of the main battery 5, and management of electric power energy becomes easy.
[0051]
Further, even if the sub-battery 6 has poor detection accuracy of its own charge state (lead battery has poor detection accuracy), if the power consumption of the electric loads 13 and 14 can be accurately captured, the discharge amount of the main battery 5 It is possible to capture the charged state of the sub-battery 6 more accurately.
[0052]
(Effects of the first embodiment)
In this system, the regenerative energy generated by the alternator 2 when the vehicle is decelerated is directly recovered by the high-performance main battery 5 without using the DC-DC converter 11 or the like, so that it can be recovered efficiently. Further, since electric power is supplied from the main battery 5 to the general electric load 13 without going through the DC-DC converter 11 or the like, electric power can be supplied efficiently.
Furthermore, since either the main battery 5 or the sub-battery 6 is selected or used as the power source of the starter 7 according to the engine temperature, both the batteries 5 and 6 can be used effectively according to the respective characteristics.
[0053]
(Second embodiment)
FIG. 5 is a circuit diagram of the automobile power supply device.
The present embodiment is an example in which power is supplied to the starter 7 by either the main battery 5 or the sub battery 6.
In this case, in the cryogenic temperature region, the low temperature region, and the normal temperature region described in the first embodiment, both the batteries 5 and 6 are switched by the starter power supply switch 16 as in the first embodiment. However, since the main battery 5 and the sub battery 6 are not used together to supply power to the starter 7, only the sub battery 6 is used in the high temperature range (T3 or more) shown in the first embodiment.
[0054]
(Modification)
In the first embodiment, an example in which the main battery 5 and the sub battery 6 are switched according to the engine temperature has been described. However, instead of the engine temperature, the two batteries 5 are used at the initial start and at the restart after the engine automatic stop. , 6 may be switched. That is, at the first start (engine start by turning on the IG key), it can be determined that the engine temperature is low. Therefore, power is supplied from the sub-battery 6 to the starter 7 to the electric load 14 that requires voltage guarantee. Then, power is supplied from the main battery 5. On the other hand, when the engine is restarted after the engine is automatically stopped, the engine temperature is increased. Therefore, power is supplied from the main battery 5 to the starter 7, and power is supplied from the sub battery 6 to the electric load 14 that requires voltage guarantee. Supply.
[0055]
In the first embodiment, an example is described in which the belt-type starter 7 is preferentially used to start the engine, but a gear-type starter 8 may be preferentially used instead of the belt-type starter 7. Alternatively, the gear type starter 8 may be used only at the initial start, and the engine start may be performed using the belt type starter 7 at the restart after the engine is automatically stopped.
Moreover, although the example which mounts the two starters 7 and 8 as a starter was shown, it can implement similarly in the structure which mounts either the belt type starter 7 or the gear type starter 8.
In the present embodiment, the alternator 2 that generates regenerative energy when the vehicle is decelerated is described, but a motor generator having a power generation function may be employed instead of the alternator 2.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of an engine start system.
FIG. 2 is a circuit diagram of the automobile power supply device (first embodiment).
FIG. 3 is a flowchart showing battery switching control at the time of engine start.
FIG. 4 is a flowchart showing a method for charging a sub-battery.
FIG. 5 is a circuit diagram of a power supply device for an automobile (second embodiment).
[Explanation of symbols]
1 Engine 2 Alternator (power generation means)
4 Idle stop ECU (Engine automatic stop / start control device)
5 Main battery (main power storage means)
6 Sub-battery (auxiliary power storage means)
7 Belt type starter (starting device)
11 DC-DC converter 12 Relay switch 13 General electric load 14 Electric load 16 that requires voltage guarantee 16 Starter power switch (starter power switch)
17 Relay switch (starting device power supply switching means)
22 Current sensor (current detection means)
23 Current sensor (current detection means)

Claims (10)

車両減速時に回生エネルギを発生する発電手段と、この発電手段で発生した回生エネルギを直接蓄えると共に、車両に搭載される電気負荷への電力供給を行う高性能な主蓄電手段と、この主蓄電手段から電力の供給を受けて充電されると共に、前記主蓄電手段より低温時の放電特性に優れる補助蓄電手段と、エンジンを始動する時のエンジン温度またはエンジン温度に相関する温度をエンジン始動時温度と呼ぶ時に、エンジン始動時に始動装置へ電力を供給する電力源として、前記エンジン始動時温度に応じて前記主蓄電手段と前記補助蓄電手段のどちらか一方を選択または併用できる始動装置電源切替手段とを備え、
所定温度Ｔ１より低い温度帯を極低温域と呼び、所定温度Ｔ１〜Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）の温度帯を低温域、所定温度Ｔ２〜Ｔ３（Ｔ２＜Ｔ３）の温度帯を常温域、及び所定温度Ｔ３より高い温度帯を高温域と呼ぶ時に、前記始動装置電源切替手段は、前記エンジン始動時温度が常温域の時に前記主蓄電手段を選択し、前記エンジン始動時温度が極低温域および高温域の時に前記主蓄電手段と前記補助蓄電手段との併用に切り替えることを特徴とする自動車用電源装置。Power generation means for generating regenerative energy when the vehicle decelerates, high-performance main power storage means for directly storing the regenerative energy generated by the power generation means and supplying power to an electric load mounted on the vehicle, and the main power storage means Auxiliary power storage means that is charged with power supplied from the main power storage means and has excellent discharge characteristics at a lower temperature than the main power storage means, and an engine temperature at the time of starting the engine or a temperature correlated with the engine temperature is referred to as an engine start temperature. As a power source for supplying electric power to the starter when starting the engine, a starter power source switching means that can select or use either the main power storage means or the auxiliary power storage means according to the engine start temperature Prepared,
The temperature range lower than the predetermined temperature T1 is called a cryogenic temperature range, the temperature range of the predetermined temperature T1 to T2 (T1 <T2) is the low temperature range, the temperature range of the predetermined temperature T2 to T3 (T2 <T3) is the normal temperature range, and the predetermined range When the temperature zone higher than the temperature T3 is called a high temperature range, the starter power source switching means selects the main power storage means when the engine start temperature is in the normal temperature range, and the engine start temperature is in the extremely low temperature range and the high temperature range. A power supply device for an automobile, wherein the main power storage means and the auxiliary power storage means are switched to the combined use when the vehicle is in a range. 請求項１に記載した自動車用電源装置において、前記エンジン始動時温度が低温域の時は、エンジン始動時に前記補助蓄電手段から前記始動装置へ電力を供給することを特徴とする自動車用電源装置。  2. The automotive power supply device according to claim 1, wherein when the engine starting temperature is in a low temperature range, electric power is supplied from the auxiliary power storage means to the starting device when the engine is started. 請求項１または２に記載した自動車用電源装置において、前記エンジン始動時に、前記主蓄電手段から前記始動装置へ電力を供給している場合には、電圧保証が必要な電気負荷に対し前記補助蓄電手段より電力の供給を行い、前記補助蓄電手段から前記始動装置へ電力を供給している場合には、電圧保証が必要な電気負荷に対し前記主蓄電手段より電力の供給を行うことを特徴とする自動車用電源装置。  3. The power supply device for an automobile according to claim 1 or 2, wherein when the engine is started, when electric power is supplied from the main power storage means to the starter, the auxiliary power storage for an electric load requiring a voltage guarantee. Power is supplied from the auxiliary power storage means, and when power is supplied from the auxiliary power storage means to the starting device, power is supplied from the main power storage means to an electrical load that requires voltage guarantee. Automobile power supply. 請求項１〜３に記載した何れかの自動車用電源装置において、前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に電力を供給する充電回路にＤＣ−ＤＣコンバータが設けられ、このＤＣ−ＤＣコンバータを介して微電流で前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に充電されることを特徴とする自動車用電源装置。In one of the power device for motor vehicles according to claim 1 to 3, wherein the main storage means DC-DC converter is provided in the charging circuit for supplying electric power to said auxiliary storage means from via the DC-DC converter A power supply apparatus for an automobile, wherein the auxiliary power storage means is charged from the main power storage means with a small current. 請求項１〜３に記載した何れかの自動車用電源装置において、前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に電力を供給する充電回路にリレースイッチが設けられ、このリレースイッチがＯＮされた時に前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に充電されることを特徴とする自動車用電源装置。In one of the power device for motor vehicles according to claim 1 to 3, the main when relay switch in the charging circuit for supplying electric power to said auxiliary storage means from said main storage means are provided, the relay switch is ON A power supply device for an automobile, wherein the auxiliary power storage means is charged from the power storage means. 請求項４または５に記載した自動車用電源装置において、前記主蓄電手段と前記補助蓄電手段との電圧差が所定の値より小さい時に、前記ＤＣ−ＤＣ コンバータが作動、またはリレースイッチがＯＮされて、前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に充電されることを特徴とする自動車用電源装置。6. The automobile power supply device according to claim 4 or 5 , wherein when the voltage difference between the main power storage means and the auxiliary power storage means is smaller than a predetermined value, the DC-DC converter is activated or a relay switch is turned on. A power supply device for an automobile, wherein the auxiliary power storage means is charged from the main power storage means. 請求項４または５に記載した自動車用電源装置において、
前記発電手段が発電を停止している時に、前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に充電されることを特徴とする自動車用電源装置。The automobile power supply device according to claim 4 or 5 ,
A power supply apparatus for an automobile, wherein the auxiliary power storage means is charged from the main power storage means when the power generation means stops power generation. 請求項１〜７に記載した何れかの自動車用電源装置において、前記主蓄電手段から前記始動装置と前記電気負荷に電力供給する導体部分と、前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に電力供給する導体部分とに別々に電流検出手段を設けると共に、前記主蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段を有し、これらの検出値と前記主蓄電手段の状態検知手段で求めた充電状態の値とを比較することで、消費電力量および前記補助蓄電手段の充電量を精度良く捉えることを特徴とする自動車用電源装置。The power supply device for an automobile according to any one of claims 1 to 7 , wherein a conductor portion that supplies power to the starting device and the electric load from the main power storage means, and power supply to the auxiliary power storage means from the main power storage means. Current detection means is provided separately for the conductor portion, and has voltage detection means for detecting the voltage of the main power storage means, and these detected values and the value of the state of charge determined by the state detection means of the main power storage means By comparing the above, the power supply for an automobile, which accurately captures the power consumption and the charge amount of the auxiliary power storage means. 請求項１〜８に記載した何れかの自動車用電源装置において、前記主蓄電手段の充電状態が所定の状態から外れた状態にある場合には、電圧保証が必要な電気負荷に対し、前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に切り替えて電力の供給を行うことを特徴とする自動車用電源装置。The power supply device for an automobile according to any one of claims 1 to 8 , wherein when the state of charge of the main power storage means is out of a predetermined state, the main power supply means is connected to an electric load that requires voltage guarantee. A power supply device for an automobile, wherein power is supplied by switching from the power storage means to the auxiliary power storage means. 請求項１〜９に記載した何れかの自動車用電源装置において、運転者のキー操作によりエンジン停止された後、暗電流の供給を前記主蓄電手段から行うことを特徴とする自動車用電源装置。In one of the power device for motor vehicles according to claim 1-9, after being stopped engine by the driver of the key operation, an automotive power unit, characterized in that to supply the dark current from said main storage means.
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