JP5975068B2 - Vehicle power supply - Google Patents

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Description

この発明は車両の電源装置に関する。   The present invention relates to a vehicle power supply device.

車両の減速時のエネルギーを回収するため（回生機能）、通常の補機バッテリの他にキャパシタを備えた電源装置が普及してきている。このような電源装置では、電圧を調整するために、オルタネータや補機バッテリなどとキャパシタとの間に、ＤＣ／ＤＣコンバータが設けられる。   In order to collect energy at the time of deceleration of the vehicle (regenerative function), a power supply device having a capacitor in addition to a normal auxiliary battery has become widespread. In such a power supply device, a DC / DC converter is provided between an alternator, an auxiliary battery, or the like and a capacitor in order to adjust the voltage.

このような電源装置において、アイドリングストップにより停止した内燃機関の再始動のためにスタータに電力を供給する際には、二次電池でなくキャパシタの電力を用いる制御が行われる場合がある。ここで、キャパシタが劣化すると、スタータに印加される電圧が低下し、内燃機関の再始動ができなくなる場合がある。特許文献１には、キャパシタの内部抵抗に応じてキャパシタの下限電圧を変更することが記載されている。   In such a power supply device, when power is supplied to the starter for restarting the internal combustion engine stopped by idling stop, control using the power of the capacitor instead of the secondary battery may be performed. Here, when the capacitor is deteriorated, the voltage applied to the starter decreases, and the internal combustion engine may not be restarted. Patent Document 1 describes that the lower limit voltage of a capacitor is changed according to the internal resistance of the capacitor.

特開２０１３−２３３０１１号公報JP 2013-233011 A

しかしながら、従来の技術では、キャパシタの劣化度合に応じたアイドリングストップの制御が適切に行えないという問題があった。
たとえば特許文献１では、キャパシタの内部抵抗に基づいて劣化度合を評価しているが、他の具体的な評価基準については記載されていない。 However, the conventional technique has a problem that it is not possible to appropriately control the idling stop according to the degree of deterioration of the capacitor.
For example, Patent Document 1 evaluates the degree of deterioration based on the internal resistance of the capacitor, but does not describe other specific evaluation criteria.

この発明はこのような問題点を解消するためになされたものであり、キャパシタの劣化度合に応じたアイドリングストップの制御が適切に行える、車両の電源装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle power supply device that can appropriately control an idling stop in accordance with the degree of deterioration of a capacitor.

この発明に係る車両の電源装置は、二次電池と、二次電池に対して並列に接続される、補機およびＤＣ／ＤＣコンバータと、二次電池および補機に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続されるキャパシタと、キャパシタに接続されるスタータとを備え、ＤＣ／ＤＣコンバータは、キャパシタの容量を推定する容量推定手段を備え、電源装置は、推定されたキャパシタの容量に応じ、スタータを用いて始動される内燃機関のアイドリングストップに係る制御の基準値としてのキャパシタの電圧指令値を、キャパシタの容量が低下すると、キャパシタの電圧指令値を増加するように変更し、アイドリングストップ中の前記キャパシタの電圧が前記電圧指令値を超えている場合には前記キャパシタを放電させる。 A power supply device for a vehicle according to the present invention includes a secondary battery, an auxiliary device and a DC / DC converter connected in parallel to the secondary battery, and a DC / DC converter for the secondary battery and the auxiliary device. The DC / DC converter includes capacity estimating means for estimating the capacity of the capacitor, and the power supply apparatus is configured according to the estimated capacity of the capacitor. The voltage command value of the capacitor as the reference value for the idling stop of the internal combustion engine that is started using the starter is changed to increase the voltage command value of the capacitor when the capacity of the capacitor decreases , and the idling stop is being performed. When the voltage of the capacitor exceeds the voltage command value, the capacitor is discharged.

このような構成によれば、キャパシタの容量に応じ、アイドリングストップに係る制御の基準値が変更される。   According to such a configuration, the reference value for control related to idling stop is changed according to the capacitance of the capacitor.

キャパシタを放電させる制御は、
‐キャパシタの電圧が、電圧指令値を超え、
‐二次電池およびキャパシタの双方から補機に電力を供給可能であり、かつ
‐二次電池またはキャパシタから補機に電力を供給する必要がある
場合には、キャパシタから補機に電力を供給する制御を含んでもよい。
内燃機関を始動する際に、キャパシタの電圧が電圧指令値未満である場合には、キャパシタおよび二次電池からスタータに電力を供給してもよい。
アイドリングストップに係る制御は、キャパシタの電圧が電圧指令値以下である場合にはキャパシタから補機への電力の供給を行わない制御を含んでもよい。
アイドリングストップに係る制御は、アイドリングストップ中にキャパシタの電圧が電圧指令値以下となった場合に内燃機関を始動する制御を含んでもよい。 Control of discharging the key Yapashita is
-Capacitor voltage exceeds voltage command value,
-Power can be supplied to the auxiliary machine from both the secondary battery and the capacitor; and-Power supply to the auxiliary machine from the secondary battery or capacitor is required. Control may be included.
When starting the internal combustion engine, if the voltage of the capacitor is less than the voltage command value, power may be supplied from the capacitor and the secondary battery to the starter.
The control related to idling stop may include control that does not supply power from the capacitor to the auxiliary machine when the voltage of the capacitor is equal to or lower than the voltage command value.
The control related to idling stop may include control for starting the internal combustion engine when the voltage of the capacitor becomes equal to or lower than the voltage command value during idling stop.

この発明に係る車両の電源装置によれば、キャパシタの容量に応じてアイドリングストップに係る制御の基準値が変更されるので、キャパシタの劣化度合に応じたアイドリングストップの制御が適切に行える。   According to the power supply device for a vehicle according to the present invention, since the reference value for the control related to idling stop is changed according to the capacity of the capacitor, it is possible to appropriately control the idling stop according to the degree of deterioration of the capacitor.

この発明の実施の形態１に係る車両の電源装置を含む構成を示す図である。It is a figure which shows the structure containing the power supply device of the vehicle which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１のキャパシタの容量に基づく電圧指令値の決定方法を説明する図である。It is a figure explaining the determination method of the voltage command value based on the capacity | capacitance of the capacitor of FIG. 図１の電源装置の動作の一例を説明するフローチャートである。3 is a flowchart for explaining an example of the operation of the power supply device of FIG. 1.

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電源装置１を含む構成を示す図である。
電源装置１は車両の電源装置であり、車両に搭載される負荷に電力を供給する。負荷は、たとえば補機２である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration including a power supply device 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
The power supply device 1 is a power supply device for a vehicle and supplies power to a load mounted on the vehicle. The load is, for example, the auxiliary machine 2.

電源装置１は、オルタネータ３、補機バッテリ４、キャパシタ５、ＤＣ／ＤＣコンバータ６およびスタータ７を備える。オルタネータ３は、モータまたはジェネレータとして機能する。補機バッテリ４は二次電池であり、たとえば鉛バッテリである。キャパシタ５はたとえばリチウムイオンキャパシタ（ＬｉＣ）や電気二重層キャパシタである。   The power supply device 1 includes an alternator 3, an auxiliary battery 4, a capacitor 5, a DC / DC converter 6, and a starter 7. The alternator 3 functions as a motor or a generator. The auxiliary battery 4 is a secondary battery, for example, a lead battery. The capacitor 5 is, for example, a lithium ion capacitor (LiC) or an electric double layer capacitor.

負荷のうち少なくとも一部（図１の例では補機２）と、オルタネータ３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６とは、補機バッテリ４に対して並列に接続される。また、キャパシタ５は、補機バッテリ４および補機２に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ６を介して接続され、スタータ７はスタータ起動スイッチ８を介してキャパシタ５に接続される。とくに、本実施形態では、キャパシタ５およびスタータ７は、補機２、オルタネータ３および補機バッテリ４に対し、ＤＣ／ＤＣコンバータ６を介して、並列に接続される。   At least a part of the load (auxiliary machine 2 in the example of FIG. 1), the alternator 3, and the DC / DC converter 6 are connected in parallel to the auxiliary battery 4. Capacitor 5 is connected to auxiliary battery 4 and auxiliary machine 2 via DC / DC converter 6, and starter 7 is connected to capacitor 5 via starter activation switch 8. In particular, in this embodiment, the capacitor 5 and the starter 7 are connected in parallel to the auxiliary machine 2, the alternator 3 and the auxiliary battery 4 via the DC / DC converter 6.

ＤＣ／ＤＣコンバータ６の内部構成はとくに説明しないが、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、オルタネータ３および補機バッテリ４の少なくとも一方から供給される電力の電圧を変換し、キャパシタ５に供給する機能を有する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、キャパシタ５から供給される電力の電圧を変換し、補機２、オルタネータ３および補機バッテリ４のうち少なくとも１つに供給する機能を有する。   Although the internal configuration of the DC / DC converter 6 is not particularly described, the DC / DC converter 6 has a function of converting the voltage of power supplied from at least one of the alternator 3 and the auxiliary battery 4 and supplying the voltage to the capacitor 5. . Further, the DC / DC converter 6 has a function of converting the voltage of the electric power supplied from the capacitor 5 and supplying it to at least one of the auxiliary machine 2, the alternator 3 and the auxiliary battery 4.

言い換えると、負荷の一部（補機２）は、補機バッテリ４には直接的に接続され、キャパシタ５にはＤＣ／ＤＣコンバータ６を介して接続される。このため、補機２が補機バッテリ４から電力の供給を受ける場合には、補機バッテリ４の電圧がそのまま印加されることになる。一方、補機２がキャパシタ５から電力の供給を受ける場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６を介して電圧の制御が可能である。   In other words, a part of the load (auxiliary machine 2) is directly connected to the auxiliary battery 4, and is connected to the capacitor 5 via the DC / DC converter 6. For this reason, when the auxiliary machine 2 is supplied with power from the auxiliary battery 4, the voltage of the auxiliary battery 4 is applied as it is. On the other hand, when the auxiliary machine 2 is supplied with electric power from the capacitor 5, the voltage can be controlled via the DC / DC converter 6.

スタータ７は、キャパシタ５から電力の供給を受けて内燃機関（図示せず）の始動を行う。   The starter 7 receives power supplied from the capacitor 5 and starts an internal combustion engine (not shown).

また、とくに図示しないが、電源装置１は、電源装置１の動作を制御する制御装置を備える。制御装置はたとえば演算手段および記憶手段を備えるコンピュータ（たとえばマイクロプロセッサ等）によって構成される。また、以下ではとくに明記しないが、オルタネータ３、補機バッテリ４、キャパシタ５、ＤＣ／ＤＣコンバータ６およびスタータ７の制御は、この制御装置により実行される。   Although not particularly illustrated, the power supply device 1 includes a control device that controls the operation of the power supply device 1. The control device is constituted by, for example, a computer (for example, a microprocessor or the like) that includes a calculation unit and a storage unit. Although not specified below, the control of the alternator 3, the auxiliary battery 4, the capacitor 5, the DC / DC converter 6 and the starter 7 is executed by this control device.

さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、キャパシタ５の容量を測定するための容量測定手段を備える。容量測定手段は、たとえば電圧測定手段９および電流測定手段１０を用いて構成することができる。このような容量測定手段は、キャパシタ５の容量を、たとえば定電流による充電中の電圧の変化に基づいて測定する。   Further, the DC / DC converter 6 includes a capacitance measuring unit for measuring the capacitance of the capacitor 5. The capacity measuring means can be configured using, for example, the voltage measuring means 9 and the current measuring means 10. Such a capacitance measuring unit measures the capacitance of the capacitor 5 based on, for example, a change in voltage during charging due to a constant current.

容量の推定は、たとえば定期的に行われる。推定方法の具体例は、次のようなものである。
時刻０から時刻Ｔ＋ΔＴまでの間、キャパシタ５が充電されたとする。現在時刻をＴとし、Ｔ＋ΔＴの推定値を求める。現在時刻（Ｔ）でのキャパシタ５の電荷をＱ（Ｔ）とし、Ｔ＋ΔＴ時点でのキャパシタ５の電荷をＱ（Ｔ＋ΔＴ）とする。また、求めるべきキャパシタ５の容量をＣ（Ｔ＋ΔＴ）とし、充電に係る電流をＩ（Ｔ）とする。さらに、キャパシタ５の電圧は、時間ΔＴの間一定とみなせるものとし、これをＶ（Ｔ）とする（一定とみなせない場合には、時刻Ｔ＋ΔＴにおけるキャパシタ５の電圧Ｖ（Ｔ）をもって近似する）。このように置くと、次の２式が成り立つ。
Ｃ（Ｔ＋ΔＴ）＝Ｑ（Ｔ＋ΔＴ）／Ｖ（Ｔ）
Ｑ（Ｔ＋ΔＴ）＝Ｉ（Ｔ）＊ΔＴ＋Ｑ（Ｔ）
これらの２式において、ΔＴ、Ｉ（Ｔ）、Ｖ（Ｔ）およびＱ（Ｔ）が既知であれば、キャパシタ５の容量Ｃ（Ｔ＋ΔＴ）を求めることができる。 The capacity is estimated periodically, for example. A specific example of the estimation method is as follows.
It is assumed that the capacitor 5 is charged from time 0 to time T + ΔT. The current time is T, and an estimated value of T + ΔT is obtained. The charge of the capacitor 5 at the current time (T) is Q (T), and the charge of the capacitor 5 at the time T + ΔT is Q (T + ΔT). Further, the capacity of the capacitor 5 to be obtained is C (T + ΔT), and the current related to charging is I (T). Further, it is assumed that the voltage of the capacitor 5 can be regarded as constant during the time ΔT, and this is defined as V (T) (in the case where it cannot be regarded as constant, the voltage V (T) of the capacitor 5 at time T + ΔT is approximated). . When placed in this way, the following two expressions hold.
C (T + ΔT) = Q (T + ΔT) / V (T)
Q (T + ΔT) = I (T) * ΔT + Q (T)
In these two equations, if ΔT, I (T), V (T) and Q (T) are known, the capacitance C (T + ΔT) of the capacitor 5 can be obtained.

なお、容量測定手段の構成および容量の測定方法は、他の任意の公知技術を用いて実現可能である。また、容量を表す情報（たとえば容量の値）を制御装置等に通知してもよい。   The configuration of the capacity measuring means and the capacity measuring method can be realized using any other known technique. Further, information indicating the capacity (for example, a capacity value) may be notified to the control device or the like.

次に、実施の形態１に係る電源装置１の動作を説明する。
車両の減速時には、電源装置１は、オルタネータ３により発電を行う。発生した電力の少なくとも一部は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６で電圧および電流を調整した後にキャパシタ５に充電する。 Next, the operation of the power supply device 1 according to Embodiment 1 will be described.
When the vehicle is decelerated, the power supply device 1 generates power with the alternator 3. At least a part of the generated electric power charges the capacitor 5 after adjusting the voltage and current by the DC / DC converter 6.

電源装置１は、キャパシタ５への充電を行う際に、容量測定手段によりキャパシタ５の容量を測定する。そして、キャパシタ５の容量に応じ、内燃機関のアイドリングストップに係る制御の基準値を変更する。   When the power supply device 1 charges the capacitor 5, the capacity measurement unit measures the capacity of the capacitor 5. Then, the control reference value for idling stop of the internal combustion engine is changed according to the capacity of the capacitor 5.

この基準値は、たとえば、アイドリングストップ中のキャパシタ５の電圧制御の目標となる電圧指令値Ｖｃである。電源装置１の制御装置は、アイドリングストップ中のキャパシタ５の電圧を、電圧指令値Ｖｃに近づけるよう制御する。または、電源装置１の制御装置は、アイドリングストップ中のキャパシタ５の電圧が、電圧指令値Ｖｃから遠ざからないよう制御する。   The reference value is, for example, a voltage command value Vc that is a target for voltage control of the capacitor 5 during idling stop. The control device of the power supply device 1 controls the voltage of the capacitor 5 during idling stop to approach the voltage command value Vc. Alternatively, the control device of the power supply device 1 performs control so that the voltage of the capacitor 5 during idling stop does not move away from the voltage command value Vc.

ここで、電圧指令値Ｖｃとしては、たとえば、スタータ７を介して内燃機関の始動（または再始動）が可能であるキャパシタ５の電圧値の下限を表す内燃機関始動可能下限電圧値を用いてもよく、この下限電圧値にある程度の余裕を持たせた値を用いてもよい。また、「近づけるよう制御する」とは、たとえば電圧を積極的に変更して、電圧指令値Ｖｃとの差が小さくなるよう制御するという意味である。また、「遠ざからないよう制御する」とは、上記の「近づけるよう制御する」ことを含み、さらに、電圧指令値Ｖｃとの差が拡大しないよう制御すること（たとえば電圧を変更しないよう制御すること）を含む。   Here, as the voltage command value Vc, for example, an internal combustion engine startable lower limit voltage value that represents the lower limit of the voltage value of the capacitor 5 that can start (or restart) the internal combustion engine via the starter 7 may be used. It is also possible to use a value with a certain margin for this lower limit voltage value. Further, “control to approach” means, for example, that the voltage is positively changed so that the difference from the voltage command value Vc is reduced. Further, “controlling so as not to move away” includes the above-mentioned “controlling so as to be close”, and further controlling so as not to increase the difference from the voltage command value Vc (for example, controlling so as not to change the voltage). Included).

図２に、電圧指令値Ｖｃの決定方法の具体例を示す。キャパシタ５の容量の値が求まると、図示のマップに基づき、容量に応じて電圧指令値Ｖｃの値が決定される。図２の例では、キャパシタ５の劣化等の原因により容量が低下すると、これに応じてキャパシタ５の電圧指令値が増加することになる。これはつまり、容量が低下しても電圧指令値Ｖｃを高めることで内燃機関の始動が可能である。また、容量が大きい場合は無理にキャパシタ５の電圧を上げずにスタータ電流を抑制して、部品劣化を抑制している。   FIG. 2 shows a specific example of a method for determining the voltage command value Vc. When the value of the capacitance of the capacitor 5 is obtained, the value of the voltage command value Vc is determined according to the capacitance based on the illustrated map. In the example of FIG. 2, when the capacity decreases due to the deterioration of the capacitor 5 or the like, the voltage command value of the capacitor 5 increases accordingly. That is, even if the capacity decreases, the internal combustion engine can be started by increasing the voltage command value Vc. Further, when the capacity is large, the starter current is suppressed without forcibly increasing the voltage of the capacitor 5, thereby suppressing the deterioration of the components.

図３は、アイドリングストップ中の制御において、電圧指令値Ｖｃを基準値として用いる場合の、電源装置１の動作の一例を説明するフローチャートである。
まず電源装置１は、電圧指令値Ｖｃを取得する（ステップＳ１）。たとえば図２のマップに基づいて決定される値が取得される。次に、電源装置１は、キャパシタ５の電圧と、電圧指令値Ｖｃとを比較する（ステップＳ２）。 FIG. 3 is a flowchart for explaining an example of the operation of the power supply device 1 when the voltage command value Vc is used as a reference value in the control during idling stop.
First, the power supply device 1 acquires the voltage command value Vc (step S1). For example, a value determined based on the map of FIG. 2 is acquired. Next, the power supply device 1 compares the voltage of the capacitor 5 with the voltage command value Vc (step S2).

ステップＳ２においてキャパシタ５の電圧が電圧指令値Ｖｃを超えている場合には、電源装置１はキャパシタ５を放電させる（ステップＳ３）。一方、ステップＳ２においてキャパシタ５の電圧が電圧指令値Ｖｃ未満である場合（図３の例では等しい場合も含む）には、電源装置１はキャパシタ５を充電する（ステップＳ４）。   When the voltage of the capacitor 5 exceeds the voltage command value Vc in step S2, the power supply device 1 discharges the capacitor 5 (step S3). On the other hand, when the voltage of the capacitor 5 is less than the voltage command value Vc (including the case where it is equal in the example of FIG. 3) in step S2, the power supply device 1 charges the capacitor 5 (step S4).

キャパシタ５を放電させる動作としては、たとえば、キャパシタ５が補機バッテリ４より優先して補機２に電力を供給するという動作が可能である。言い換えると、キャパシタ５の電圧がＶｃを超えており、補機バッテリ４およびキャパシタ５の双方から補機２に電力を供給可能であり、かつ、補機バッテリ４またはキャパシタ５から補機２に電力を供給する必要がある（たとえばオルタネータ３が発電していない状態）場合には、補機バッテリ４から補機２には電力を供給せず、補機２への電力の供給はキャパシタ５から行うよう制御される。   As an operation for discharging the capacitor 5, for example, an operation in which the capacitor 5 supplies power to the auxiliary machine 2 in preference to the auxiliary battery 4 is possible. In other words, the voltage of the capacitor 5 exceeds Vc, power can be supplied from both the auxiliary battery 4 and the capacitor 5 to the auxiliary machine 2, and power is supplied from the auxiliary battery 4 or the capacitor 5 to the auxiliary machine 2. Is not supplied from the auxiliary battery 4 to the auxiliary machine 2, and the electric power is supplied to the auxiliary machine 2 from the capacitor 5. It is controlled as follows.

また、キャパシタ５を放電させる動作としては、たとえば、キャパシタ５からＤＣ／ＤＣコンバータ６を介して補機バッテリ４に電力を供給するという動作が可能である。
また、キャパシタ５を放電させる制御は、キャパシタ５を充電することを禁止する制御であってもよく、そのような制御を含んでもよい。 Further, as an operation of discharging the capacitor 5, for example, an operation of supplying electric power from the capacitor 5 to the auxiliary battery 4 via the DC / DC converter 6 is possible.
Further, the control for discharging the capacitor 5 may be control for prohibiting charging of the capacitor 5 or may include such control.

一方、キャパシタ５を充電する動作としては、たとえば、たとえば、補機バッテリ４からＤＣ／ＤＣコンバータ６を介してキャパシタ５に電力を供給するという動作が可能である。   On the other hand, as an operation of charging capacitor 5, for example, an operation of supplying power to capacitor 5 from auxiliary battery 4 via DC / DC converter 6 is possible.

また、キャパシタ５を充電する制御は、キャパシタ５を放電させることを禁止する制御であってもよく、そのような制御を含んでもよい。たとえば、キャパシタ５から補機２への電力の供給を禁止する制御としてもよい。   Further, the control for charging the capacitor 5 may be control for prohibiting discharging of the capacitor 5 or may include such control. For example, control for prohibiting the supply of power from the capacitor 5 to the auxiliary machine 2 may be performed.

このように、電源装置１は、ステップＳ１〜Ｓ４の制御により、アイドリングストップ中のキャパシタ５の電圧を、電圧指令値Ｖｃに近づけるよう制御する。または、アイドリングストップ中のキャパシタ５の電圧が、電圧指令値Ｖｃから遠ざからないよう制御する。これにより、アイドリングストップ中のキャパシタ５の電圧が電圧指令値Ｖｃ前後に保たれる。   In this way, the power supply device 1 controls the voltage of the capacitor 5 during idling stop to approach the voltage command value Vc by the control of steps S1 to S4. Alternatively, control is performed so that the voltage of the capacitor 5 during idling stop is not far from the voltage command value Vc. As a result, the voltage of the capacitor 5 during idling stop is maintained around the voltage command value Vc.

次に、電源装置１は、内燃機関を始動させることが指令されているか否かを判定する（ステップＳ５）。指令されていない場合（たとえばアイドリングストップをそのまま継続する場合）には、処理をステップＳ１に戻す。   Next, the power supply device 1 determines whether or not it is instructed to start the internal combustion engine (step S5). If not instructed (for example, when idling stop is continued as it is), the process returns to step S1.

一方、内燃機関を始動させることが指令されている場合（たとえば、アイドリングストップ中において、運転者の操作等に応じ、内燃機関を再始動させることが必要となった場合）には、電源装置１は、キャパシタ５の電圧と、電圧指令値Ｖｃとを比較する（ステップＳ６）。   On the other hand, when it is instructed to start the internal combustion engine (for example, when it is necessary to restart the internal combustion engine according to the driver's operation or the like during idling stop), the power supply device 1 Compares the voltage of the capacitor 5 with the voltage command value Vc (step S6).

電圧指令値Ｖｃと内燃機関始動可能下限電圧値が同じであったり余裕が少ない場合、実際に内燃機関を再始動させる時点において、キャパシタ５の電圧が電圧指令値Ｖｃより低下してしまう場合がある。本実施形態においてはこのような事態においても対応可能である。ステップＳ６においてキャパシタ５の電圧が電圧指令値Ｖｃ未満である場合には、電源装置１は、スタータ電流の不足分を算出する（ステップＳ７）。スタータ電流の不足分ΔＩは、たとえば次の式に基づいて求められる。
ΔＩ＝ΔＱ／Ｔｓｔ
ただしＴｓｔはスタータ７に電流が供給される時間であり、たとえば内燃機関の始動が完了するまでに許容される最大時間に対応する。つまり、運転者が違和感のない範囲で可能なかぎり長い時間とする。また、ΔＱは、キャパシタ５からスタータ７に供給される電荷から、内燃機関を始動するためにスタータ７に供給されるべき電荷を減算した値であり、ΔＱ＝Ｃ＊（Ｖ−Ｖｃ）である。ただしＶはその時点でのキャパシタ５の電圧を表す。ステップＳ７ではＶ＜Ｖｃなので、Ｔｓｔを正とするとΔＩおよびΔＱは負となる。 When the voltage command value Vc and the lower limit voltage value at which the internal combustion engine can be started are the same or the margin is small, the voltage of the capacitor 5 may be lower than the voltage command value Vc when the internal combustion engine is actually restarted. . In this embodiment, it is possible to cope with such a situation. When the voltage of the capacitor 5 is less than the voltage command value Vc in step S6, the power supply device 1 calculates a shortage of starter current (step S7). The deficiency ΔI of the starter current is obtained based on the following formula, for example.
ΔI = ΔQ / Tst
However, Tst is the time during which current is supplied to the starter 7, and corresponds to, for example, the maximum time allowed until the start of the internal combustion engine is completed. In other words, the time is as long as possible without causing the driver to feel uncomfortable. ΔQ is a value obtained by subtracting the charge to be supplied to the starter 7 to start the internal combustion engine from the charge supplied to the starter 7 from the capacitor 5, and ΔQ = C * (V−Vc). . However, V represents the voltage of the capacitor 5 at that time. Since V <Vc in step S7, ΔT and ΔQ become negative when Tst is positive.

次に、電源装置１は、スタータ電流の不足分ΔＩに基づき、スタータ７に電力を供給して内燃機関を始動する（ステップＳ８）。すなわち、キャパシタ５からスタータ７に電流を供給するとともに、他の電源（たとえば補機バッテリ４）からスタータ７に、不足分ΔＩに相当する電流を供給する。
上記のとおりΔＩの算出においてＴｓｔを内燃機関の始動が完了するまでに許容される最大時間にした場合、ΔＩは許容される最小値になるので、最低限の電流値を流すだけでよく、スタータ電流を抑制できる。 Next, the power supply device 1 supplies electric power to the starter 7 based on the shortage ΔI of the starter current to start the internal combustion engine (step S8). That is, a current is supplied from the capacitor 5 to the starter 7, and a current corresponding to the shortage ΔI is supplied from another power source (for example, the auxiliary battery 4) to the starter 7.
As described above, in the calculation of ΔI, when Tst is set to the maximum time allowed until the start of the internal combustion engine is completed, ΔI becomes the minimum allowable value. Current can be suppressed.

ステップＳ６においてキャパシタ５の電圧が電圧指令値Ｖｃを超えている場合（図３の例では等しい場合も含む）には、電源装置１は、キャパシタ５からスタータ７に電力を供給して内燃機関を始動する（ステップＳ９）。この場合には、補機バッテリ４からスタータ７へは電力は供給されない。   When the voltage of the capacitor 5 exceeds the voltage command value Vc in step S6 (including the case where it is equal in the example of FIG. 3), the power supply device 1 supplies electric power from the capacitor 5 to the starter 7 to start the internal combustion engine. Start (step S9). In this case, power is not supplied from the auxiliary battery 4 to the starter 7.

以上説明するように、本発明の実施の形態１に係る車両の電源装置１によれば、キャパシタ５の劣化度合に応じて、アイドリングストップの制御を適切に行うことができる。一般的に、キャパシタ５が劣化すると容量が減少し、これに応じて高い電圧にキャパシタ５を充電しておかないと、内燃機関の始動に必要な電力がスタータ７に供給されず、内燃機関が正常に始動できないおそれがある。本発明によれば、図２に示すように容量の減少に応じて電圧指令値Ｖｃが増加するので、このような事態を回避し、内燃機関を確実に始動することができる。または、内燃機関の始動に関する補機バッテリ４の負担を最低限に抑えることができる。   As described above, according to the power supply device 1 for a vehicle according to the first embodiment of the present invention, the idling stop can be appropriately controlled according to the degree of deterioration of the capacitor 5. Generally, when the capacitor 5 is deteriorated, the capacity is reduced. Accordingly, unless the capacitor 5 is charged to a high voltage, electric power necessary for starting the internal combustion engine is not supplied to the starter 7, and the internal combustion engine is There is a possibility that it cannot start normally. According to the present invention, as shown in FIG. 2, the voltage command value Vc increases as the capacity decreases, so that such a situation can be avoided and the internal combustion engine can be started reliably. Alternatively, the burden on the auxiliary battery 4 relating to the start of the internal combustion engine can be minimized.

また、電源装置１は、内燃機関を始動する際に、キャパシタ５の電圧が電圧指令値Ｖｃ未満である場合には、キャパシタ５および補機バッテリ４からスタータ７に電力を供給するので、キャパシタ５の電圧が電圧指令値Ｖｃより小さくなっていたとしても、確実に内燃機関を始動させることができる。   Further, when starting the internal combustion engine, the power supply device 1 supplies power from the capacitor 5 and the auxiliary battery 4 to the starter 7 when the voltage of the capacitor 5 is less than the voltage command value Vc. The internal combustion engine can be reliably started even if the voltage of V is lower than the voltage command value Vc.

このため、電圧指令値Ｖｃに過剰な余裕を持たせず必要最低限の小さい値とすることができる。電圧指令値Ｖｃが過剰な余裕を含む大きな値に設定されていると、内燃機関の始動時に、過大な電力がスタータ７に供給される場合がある。これは、キャパシタ５やスタータ７の寿命が悪化する原因となり得る。本発明によれば、このような事態を回避し、キャパシタ５やスタータ７の寿命を延長することができる。   For this reason, the voltage command value Vc can be set to a necessary minimum value without having an excessive margin. If the voltage command value Vc is set to a large value including an excessive margin, excessive power may be supplied to the starter 7 when the internal combustion engine is started. This can cause the life of the capacitor 5 and the starter 7 to deteriorate. According to the present invention, such a situation can be avoided and the lifetime of the capacitor 5 and the starter 7 can be extended.

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、キャパシタ５の電圧が低下した場合の制御を変更するものである。以下、実施の形態１との相違点を説明する。
実施の形態２では、アイドリングストップに係る制御の一部として、アイドリングストップ中にキャパシタ５の電圧が電圧指令値Ｖｃ以下となった場合に内燃機関を始動する制御を含む。 Embodiment 2. FIG.
The second embodiment changes the control when the voltage of the capacitor 5 is reduced in the first embodiment. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.
In the second embodiment, the control for starting the internal combustion engine when the voltage of the capacitor 5 becomes equal to or lower than the voltage command value Vc during idling stop is included as part of the control for idling stop.

これはたとえば、図３のステップＳ４において、キャパシタ５を充電する制御に代えて、内燃機関の始動を指令する制御を行うことにより実現される。このようにすると、アイドリングストップ中には、ステップＳ１〜Ｓ３およびＳ５のループによりキャパシタ５の電圧が徐々に低下してゆき、電圧指令値Ｖｃ以下となった時点でステップＳ４が実行されて、ステップＳ５からステップＳ６へと処理が分岐し、内燃機関が始動することになる。 This is realized, for example, by performing control for instructing start of the internal combustion engine in place of control for charging the capacitor 5 in step S4 of FIG. In this manner, during idling scan top-, Yuki decreases the voltage of the capacitor 5 gradually by the loop of steps S1~S3 and S5, step S4 is executed as it becomes lower than the voltage command value Vc Thus, the process branches from step S5 to step S6, and the internal combustion engine is started.

本発明の実施の形態２に係る車両の電源装置によれば、実施の形態１と同様に、キャパシタ５の劣化度合に応じて、アイドリングストップの制御を適切に行うことができる。   According to the power supply device for a vehicle according to the second embodiment of the present invention, the idling stop can be appropriately controlled according to the degree of deterioration of the capacitor 5 as in the first embodiment.

１ 電源装置、２ 補機、４ 補機バッテリ（二次電池）、５ キャパシタ、６ ＤＣ／ＤＣコンバータ、７ スタータ、９ 電圧測定手段（容量測定手段）、１０ 電流測定手段（容量測定手段）、Ｖｃ 電圧指令値。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply device, 2 Auxiliary machine, 4 Auxiliary battery (secondary battery), 5 Capacitor, 6 DC / DC converter, 7 Starter, 9 Voltage measurement means (capacity measurement means), 10 Current measurement means (capacity measurement means), Vc Voltage command value.

Claims (5)

車両の電源装置であって、
二次電池と、
前記二次電池に対して並列に接続される、補機およびＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記二次電池および前記補機に対して、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続されるキャパシタと、
前記キャパシタに接続されるスタータと
を備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記キャパシタの容量を推定する容量推定手段を備え、
前記電源装置は、推定された前記キャパシタの容量に応じ、前記スタータを用いて始動される内燃機関のアイドリングストップに係る制御の基準値としての前記キャパシタの電圧指令値を、前記キャパシタの容量が低下すると、前記キャパシタの電圧指令値を増加するように変更し、アイドリングストップ中の前記キャパシタの電圧が前記電圧指令値を超えている場合には前記キャパシタを放電させる、
車両の電源装置。 A power supply device for a vehicle,
A secondary battery,
An auxiliary machine and a DC / DC converter connected in parallel to the secondary battery;
A capacitor connected to the secondary battery and the auxiliary machine via the DC / DC converter;
A starter connected to the capacitor,
The DC / DC converter includes capacity estimating means for estimating the capacity of the capacitor,
In accordance with the estimated capacity of the capacitor, the power supply device reduces the voltage command value of the capacitor as a reference value for control related to an idling stop of an internal combustion engine started using the starter, and the capacity of the capacitor decreases. Then, the voltage command value of the capacitor is changed to increase, and when the voltage of the capacitor during idling stop exceeds the voltage command value, the capacitor is discharged.
Vehicle power supply. 前記キャパシタを放電させる前記制御は、
‐前記キャパシタの電圧が、前記電圧指令値を超え、
‐前記二次電池および前記キャパシタの双方から前記補機に電力を供給可能であり、かつ
‐前記二次電池または前記キャパシタから前記補機に電力を供給する必要がある
場合には、前記キャパシタから前記補機に電力を供給する制御を含む、請求項１に記載の車両の電源装置。 The control for discharging the capacitor includes:
-The voltage of the capacitor exceeds the voltage command value;
-It is possible to supply power to the auxiliary machine from both the secondary battery and the capacitor; and-When it is necessary to supply power to the auxiliary machine from the secondary battery or the capacitor, from the capacitor The power supply device for a vehicle according to claim 1, comprising control for supplying electric power to the auxiliary machine. 前記内燃機関を始動する際に、前記キャパシタの電圧が電圧指令値未満である場合には、前記キャパシタおよび前記二次電池から前記スタータに電力を供給する、請求項１または２に記載の車両の電源装置。   3. The vehicle according to claim 1, wherein when starting the internal combustion engine, if the voltage of the capacitor is less than a voltage command value, electric power is supplied from the capacitor and the secondary battery to the starter. Power supply. 前記アイドリングストップに係る前記制御は、前記キャパシタの電圧が前記電圧指令値以下である場合には前記キャパシタから前記補機への電力の供給を行わない制御を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両の電源装置。   4. The control according to claim 1, wherein the control related to the idling stop includes control not to supply power from the capacitor to the auxiliary machine when the voltage of the capacitor is equal to or lower than the voltage command value. The power supply device for a vehicle according to one item. 前記アイドリングストップに係る制御は、アイドリングストップ中に前記キャパシタの電圧が前記電圧指令値以下となった場合に前記内燃機関を始動する制御を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両の電源装置。   The control relating to the idling stop includes a control for starting the internal combustion engine when the voltage of the capacitor becomes equal to or lower than the voltage command value during the idling stop. Vehicle power supply.
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