JP6015171B2 - Power supply device for cars with idle stop - Google Patents

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Description

本発明は、アイドルストップ付きエンジンを搭載した車両の電源装置、特に、アイドルストップによるエンジン停止状態からエンジンを、スタータモータのバッテリ駆動によって再始動させる際における、バッテリを含む周辺機器への悪影響を緩和可能にしたアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置に関するものである。   The present invention relates to a power supply device for a vehicle equipped with an engine with an idle stop, and in particular, when an engine is restarted by driving a starter motor from an engine stopped state due to idle stop, adverse effects on peripheral devices including a battery are alleviated. The present invention relates to a power supply device for a vehicle equipped with an engine with an idle stop that has been made possible.

エンジンを搭載した車両の燃費を改善する技術としては、従来から様々なものが提案されているが、そのうちの代表的な燃費向上技術としては、ブレーキペダルが踏み込まれているなど発進意図のない停車中はエンジンを停止させておき、ブレーキペダルから足を離すなど発進意図が検出された時エンジンを再始動させるアイドルストップ技術が知られている。   Various technologies have been proposed for improving the fuel efficiency of vehicles equipped with engines, but typical examples of improving fuel efficiency include stopping the vehicle without intention to start, such as when the brake pedal is depressed. An idle stop technique is known in which the engine is stopped while the engine is stopped and the engine is restarted when an intention to start is detected, such as when the foot is released from the brake pedal.

上記エンジンの再始動に当たっては、スタータモータを鉛酸バッテリなどのバッテリで駆動し、このスタータモータによりエンジンをクランキングさせて当該エンジンの再始動を行うのが普通である。   When restarting the engine, it is usual to restart the engine by driving the starter motor with a battery such as a lead acid battery and cranking the engine with the starter motor.

その他の燃費向上技術としては、駆動力の不要なコースティング(惰性)走行中エンジンへの燃料供給が中断されている(フューエルカットが行われている)間、エンジン(車両駆動系)に結合されているオルタネータ(発電機)を、車両の減速時における運動エネルギー(減速エネルギー)で駆動することにより当該減速エネルギーを電力に変換し、オルタネータの発電電力をバッテリに蓄電して減速エネルギーの再利用を可能にした減速エネルギー回生技術も知られている。   As another fuel efficiency improvement technology, it is coupled to the engine (vehicle drive system) while the fuel supply to the engine is interrupted (fuel cut is performed) while driving without coasting (inertia). The alternator (generator) is driven by the kinetic energy (deceleration energy) when the vehicle is decelerating, so that the deceleration energy is converted into electric power, and the generated power of the alternator is stored in the battery so that the deceleration energy can be reused. The deceleration energy regeneration technology that has been made possible is also known.

しかしこの減速エネルギー回生技術において、エネルギー回生量を多くすることにより燃費向上効果を高めるには、バッテリの充電性能を向上させなければならないが、バッテリとして一般的に用いられる鉛酸バッテリの充電性能には限界がある。
そこで特許文献1に記載のごとく、電気二重層キャパシタなどのキャパシタを第2のバッテリとして併用し、オルタネータに対し鉛酸バッテリおよび電気二重層キャパシタを順次に並列接続し、これによりエネルギー回生量を増大可能にして燃費向上効果を高める技術が従来から提案されている。
However, in this deceleration energy regeneration technology, in order to improve the fuel efficiency improvement effect by increasing the amount of energy regeneration, it is necessary to improve the charging performance of the battery, but the charging performance of a lead acid battery generally used as a battery has to be improved. There are limits.
Therefore, as described in Patent Document 1, a capacitor such as an electric double layer capacitor is used as the second battery, and a lead acid battery and an electric double layer capacitor are sequentially connected in parallel to the alternator, thereby increasing the amount of energy regeneration. Conventionally, a technology that can improve the fuel efficiency improvement effect has been proposed.

特開2009−148090号公報JP 2009-148090 A

ところで、アイドルストップによりエンジンを停止させている状態から、スタータモータのバッテリ駆動によりエンジンを再始動させる時、バッテリからスタータモータに大電流が流れるためバッテリの電圧降下が大きくなる。
かかるバッテリの電圧降下は、バッテリに接続されている周辺電子機器の動作不良を生じさせたり、当該周辺機器を初期状態にリセットさせてしまうという問題を生ずる。
By the way, when the engine is restarted by driving the battery of the starter motor from a state in which the engine is stopped by idle stop, a large current flows from the battery to the starter motor, so that the voltage drop of the battery becomes large.
Such a voltage drop of the battery may cause a malfunction of a peripheral electronic device connected to the battery or reset the peripheral device to an initial state.

これらの問題を解決のために従来は、特許第4474939号明細書に記載の技術を用い、一部の周辺電子機器の上流側に高価なDC/DCコンバータを追設して、バッテリの上記電圧降下によっても、周辺電子機器の動作不良やリセットが発生することのないように対策する必要があり、コスト高になるという問題を避けられない。   In order to solve these problems, conventionally, using the technology described in Japanese Patent No. 4474939, an expensive DC / DC converter is additionally installed upstream of some peripheral electronic devices, and the above voltage of the battery is It is necessary to take measures so as not to cause malfunction or reset of the peripheral electronic device even if it falls, and the problem of high cost is inevitable.

また、鉛酸バッテリが劣化や、低外気温のため充放電性能を低下されると、バッテリ保護の観点から、当該バッテリに大きな負荷がかかるアイドルストップを禁止せざるを得なくなり、アイドルストップによる燃費向上効果が期待した通りのものでなくなるという問題も生ずる。   Also, if the lead acid battery is deteriorated or its charge / discharge performance is lowered due to low outside air temperature, from the viewpoint of battery protection, it is necessary to prohibit idle stop that places a heavy load on the battery. There is also a problem that the improvement effect is not as expected.

本発明は、前記した特許文献1に記載の技術、つまり減速エネルギー回生量を増大可能にして燃費向上効果を高めるべく、発電機に対しバッテリおよびキャパシタを順次に並列接続して、これら双方に対し発電機によるエネルギー回生充電を可能となす構成を踏襲しつつ、アイドルストップ中のエンジンの再始動用に行うスタータモータの駆動に際し上記キャパシタの蓄電力を用いるよう構成することで、上記の問題をことごとく解消可能にしたアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置を提供することを目的とする。   The present invention described in the above-mentioned Patent Document 1, that is, in order to increase the deceleration energy regeneration amount and improve the fuel efficiency improvement effect, a battery and a capacitor are sequentially connected in parallel to the generator, By following the configuration that enables energy regenerative charging by a generator, the power stored in the capacitor is used to drive the starter motor that is used to restart the engine during idle stop. An object of the present invention is to provide a power supply device for a vehicle equipped with an engine with an idle stop that can be eliminated.

この目的のため、本発明によるアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置は、これを以下のような構成とする。   For this purpose, the power supply apparatus for an engine-equipped vehicle according to the present invention has the following configuration.

先ず、前提となるアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置を説明するに、これは、
スタータスイッチ手段の一時的な閉を介したスタータモータのバッテリ駆動によって始動されるエンジンを動力源として具え、該エンジンを、発進意図のない停車中は停止させ、発進意図の検出時に再始動させるアイドルストップ付きのエンジンとした車両に用いられる電源装置である。
First of all, to explain the power supply of the engine equipped vehicle with idle stop, which is the premise,
An idle engine comprising as a power source an engine started by battery operation of a starter motor through temporary closing of the starter switch means, and stopping the engine when the vehicle is not intended to start and restarting when the intention to start is detected It is a power supply device used for a vehicle as an engine with a stop.

本発明によるアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置は、先ず、
前記エンジンを含む車両駆動系に結合された発電機に対し、前記バッテリの他に、キャパシタを順次に並列接続して、これらバッテリおよびキャパシタに対するエネルギー回生充電を可能にする。
The power supply device for an engine-equipped vehicle with an idle stop according to the present invention, first,
In addition to the battery, capacitors are sequentially connected in parallel to the generator coupled to the vehicle drive system including the engine to enable energy regenerative charging for the battery and the capacitor.

また本発明の電源装置は、前記キャパシタに対し前記スタータモータを並列接続するための再始動用スタータモータ電路を設け、この再始動用スタータモータ電路中に再始動スイッチ手段を挿置し、
前記発電機とバッテリとの接続に関与することなく、また前記キャパシタに対するスタータモータの並列接続に関与することなく、該キャパシタを該バッテリおよび発電機から切り離すためのキャパシタ切り離しスイッチ手段を挿置する。
The power supply device of the present invention is provided with a restart starter motor circuit for connecting the starter motor to the capacitor in parallel , and a restart switch means is inserted in the restart starter motor circuit,
Capacitor disconnecting switch means for disconnecting the capacitor from the battery and the generator is inserted without being involved in the connection between the generator and the battery and without being involved in the parallel connection of the starter motor to the capacitor.

そして本発明は、前記エンジンの再始動に際し、前記スタータスイッチ手段を開に保持し、前記キャパシタ切り離しスイッチ手段を開にした状態で前記再始動スイッチ手段閉により当該エンジンの再始動を行うよう構成したものである。
The present invention is configured upon restarting of the engine, said hold the starter switch means is opened, the closing of the restart switch means while the capacitor disconnecting switch means opens to perform a restart of the engine It is a thing.

上記した本発明によるアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置にあっては、
アイドルストップ中のエンジンの再始動に際し、スタータスイッチ手段開に保持キャパシタ切り離しスイッチ手段を開にした状態で再始動スイッチ手段により当該エンジンの再始動を行うため、当該エンジン再始動を遂行するスタータモータにはキャパシタのみから電力が供給されることとなる。
In the above-described power supply device for an engine-equipped vehicle according to the present invention,
Upon engine restart during the idle stop, holding the starter switch means in the open, in order to perform closed by restarting of the engine restart switch means in a state where the capacitor disconnecting switch means is opened, the engine restart The starter motor to be performed is supplied with power only from the capacitor.

このため、エンジンの再始動を司るスタータモータの駆動がバッテリの電力に依存せず、当該バッテリの電圧降下を生じさせることがない。
従って、バッテリに接続されている周辺機器が当該バッテリの電圧降下により動作不良を生じたり、初期状態にリセットされることがなくなり、当該周辺機器の動作不良やリセットを防止するためこの周辺機器に高価なDC/DCコンバータを追設しなくてよく、コスト的に有利である。
For this reason, the drive of the starter motor that controls the restart of the engine does not depend on the power of the battery , and the voltage drop of the battery does not occur.
Therefore, the peripheral device connected to the battery does not malfunction due to the voltage drop of the battery or is reset to the initial state, and this peripheral device is expensive to prevent malfunction and reset of the peripheral device. This eliminates the need for additional DC / DC converters and is advantageous in terms of cost.

また、アイドルストップ中のエンジン再始動バッテリの電力を必要としないことから、バッテリの劣化や、低温時性能低下によっても、アイドルストップ制御を中止することなく継続させ得て、アイドルストップによる燃費向上効果をバッテリの状態に影響されることなく予定通りに達成可能である。
Further, since the engine restart during the idle stop does not require battery power, deterioration of the battery, also by low temperature degradation, obtained is continued without stop the idling stop control, the fuel consumption by idling-stop The improvement effect can be achieved as scheduled without being affected by the state of the battery.

更に、アイドルストップ中のエンジンの再始動に際しキャパシタ切り離しスイッチ手段を開状態にしておくため、この間キャパシタがバッテリから切り離されており、電装負荷に対する電力供給をバッテリから電力で賄うこととなって、キャパシタによるエンジン再始動(アイドルストップ制御)を長時間に亘って可能ならしめ、アイドルストップによる燃費向上効果を更に高めることができる。
Furthermore, in order to keep the capacitor disconnecting switch means in the open state when the engine is restarted during idle stop, the capacitor is disconnected from the battery during this time , and the power supply to the electrical load is covered by the power from the battery. The engine restart (idle stop control) by the capacitor can be performed for a long time, and the fuel efficiency improvement effect by the idle stop can be further enhanced.

本発明の一実施例になるアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置を示すシステム図である。1 is a system diagram showing a power supply device for an engine-equipped vehicle with an idle stop according to an embodiment of the present invention. 図1における電源装置の動作3に係わる動作論理説明図である。FIG. 4 is an operation logic explanatory diagram related to operation 3 of the power supply device in FIG. 図1における電源装置の動作4に係わる動作論理説明図である。FIG. 6 is an operation logic explanatory diagram related to operation 4 of the power supply device in FIG. 1; 図1における電源装置の動作5に係わる動作論理説明図である。FIG. 6 is an operation logic explanatory diagram related to operation 5 of the power supply device in FIG. 図1における電源装置の動作6に係わる動作論理説明図で、 (a)は、燃料供給中における動作論理説明図、 (b)は、フューエルカット中における動作論理説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of operation logic related to operation 6 of the power supply device in FIG. 1. (a) is an explanatory diagram of operation logic during fuel supply, and (b) is an explanatory diagram of operation logic during fuel cut.

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
<実施例の構成>
図1は、本発明の一実施例になるアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置を示すシステム図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.
<Configuration of Example>
FIG. 1 is a system diagram showing a power supply device for a vehicle equipped with an engine with an idle stop according to an embodiment of the present invention.

図1の電源装置は、図示せざるエンジンを動力源とする車両に用いるためのもので、このエンジンはスタータモータ1により始動され、ブレーキペダルが踏み込まれているなど発進意図のない停車中は自動的に停止され、ブレーキペダルから足を離すなど発進意図が検出されたときスタータモータ1によって再始動されるアイドルストップ付きエンジンとする。
またエンジンは、車両のコースティング(惰性・減速)走行中、エンジン駆動力が不要なことから、燃費節約のために燃料供給を中断(フューエルカット)するフューエルカット付きのエンジンでもある。
The power supply device shown in FIG. 1 is for use in a vehicle that uses an unillustrated engine as a power source. The engine is started by a starter motor 1 and automatically stops when the vehicle is not intended to start, such as when the brake pedal is depressed. The engine with the idle stop is restarted by the starter motor 1 when a start intention is detected such as when the vehicle is stopped and the foot is released from the brake pedal.
The engine is also an engine with a fuel cut that interrupts the fuel supply (fuel cut) in order to save fuel consumption because the engine driving force is unnecessary during vehicle coasting (inertia / deceleration).

エンジンを含む車両(車輪)駆動系は、このエンジン(車輪駆動系)に結合されたオルタネータ(発電機)2を駆動して発電を行い、この発電電力を図1の電源装置に充電する。
なおコースティング走行中、エンジン駆動されるオルタネータ2には、許容される最大限の目標発電電圧に対応する発電負荷をかけて、オルタネータ2による発電電圧を上昇可能な最大限の目標発電電圧となし、この状態で発電を行うことによりコースティング走行中の減速エネルギーを回生する。
オルタネータ2の上記許容最大目標発電電圧(以下、単に目標発電電圧と言う)は、車両の要求減速度に対応したものとなるよう決定したり、鉛酸バッテリ3の過充電防止や劣化防止を考慮して決定する。
A vehicle (wheel) drive system including an engine drives an alternator (generator) 2 coupled to the engine (wheel drive system) to generate electric power, and charges the generated power to the power supply device of FIG.
During coasting, the alternator 2 that is driven by the engine is applied with a power generation load corresponding to the maximum allowable target power generation voltage, and there is no maximum target power generation voltage that can increase the power generation voltage by the alternator 2. By generating power in this state, the deceleration energy during coasting is regenerated.
The allowable maximum target power generation voltage of the alternator 2 (hereinafter simply referred to as the target power generation voltage) is determined so as to correspond to the required deceleration of the vehicle, and in consideration of prevention of overcharge and deterioration of the lead acid battery 3 And decide.

図1の電源装置は、オルタネータ2に近い側から順次、このオルタネータ2に対し、鉛酸バッテリ3、キャパシタ4および車両電装負荷5を並列接続して設ける。
キャパシタ4は前記したように、鉛酸バッテリ3だけでは所定のバッテリ充電性能を得られず、エネルギー回生量が限られることから、これを補佐するため鉛酸バッテリ3に対し並列接続して追加した電気二重層キャパシタである。
The power supply device of FIG. 1 is provided with a lead acid battery 3, a capacitor 4, and a vehicle electrical load 5 connected in parallel to the alternator 2 sequentially from the side close to the alternator 2.
As described above, the capacitor 4 cannot be obtained with the lead acid battery 3 alone, and the energy regeneration amount is limited. Therefore, the capacitor 4 is added in parallel to the lead acid battery 3 to support this. It is an electric double layer capacitor.

図1の電源装置に対するスタータモータ1の接続を特に、本実施例においては以下のように行う。
スタータモータ1はオルタネータ2および鉛酸バッテリ3に対し並列接続し、かかる並列接続のための電路中にスタータスイッチ(スタータスイッチ手段)6を挿置する。
スタータモータ1はキャパシタ4に対しても並列接続し、かかる並列接続のための再始動用スタータモータ電路8をスタータモータ1の正極側に設け、この再始動用スタータモータ電路8に再始動スイッチ(再始動スイッチ手段)9を挿置する。
Connection of the starter motor 1 to the power supply device of FIG. 1 is performed in the following manner, particularly in this embodiment.
The starter motor 1 is connected in parallel to the alternator 2 and the lead acid battery 3, and a starter switch (starter switch means) 6 is inserted in the electric path for the parallel connection.
The starter motor 1 is also connected in parallel to the capacitor 4, and a restart starter motor circuit 8 for the parallel connection is provided on the positive side of the starter motor 1, and a restart switch ( The restart switch means) 9 is inserted.

本実施例においては更に、キャパシタ4の上流側(正側)電路にキャパシタ切り離しスイッチ(キャパシタ切り離しスイッチ手段)10を挿置する。
このキャパシタ切り離しスイッチ10は、鉛酸バッテリ3および電装負荷5とオルタネータ2との接続に関与することなく、キャパシタ4のみをオルタネータ2から遮断するような位置に配置する。
In the present embodiment, a capacitor disconnecting switch (capacitor disconnecting switch means) 10 is further inserted in the upstream (positive side) circuit of the capacitor 4.
The capacitor disconnecting switch 10 is arranged at a position where only the capacitor 4 is disconnected from the alternator 2 without being involved in the connection between the lead acid battery 3 and the electrical load 5 and the alternator 2.

スタータモータスイッチ6、再始動スイッチ9およびキャパシタ切り離しスイッチ10の開閉は、コントローラ11によりこれらを制御することとし、
そのためコントローラ11には、エンジンからのフューエルカット信号Sfcおよびアイドルストップ信号Sidと、車速VSP情報と、ブレーキスイッチ信号Sbrと、鉛酸バッテリ3の蓄電状態SOCおよびバッテリ起電圧Vbaと、キャパシタ4の起電圧Vcaとを入力する。
The starter motor switch 6, the restart switch 9 and the capacitor disconnecting switch 10 are opened and closed by the controller 11,
Therefore, the controller 11 sends the fuel cut signal Sfc and the idle stop signal Sid from the engine, the vehicle speed VSP information, the brake switch signal Sbr, the storage state SOC of the lead acid battery 3 and the battery electromotive voltage Vba, and the start of the capacitor 4. Input the voltage Vca.

<実施例のアイドルストップ制御および効果>
コントローラ11は、これら入力情報を基にスタータモータ1の駆動制御(アイドルストップ制御)を以下のように行う。
(動作1)
運転者がイグニッションスイッチなどによりエンジンの初回始動を指令すると、コントローラ11はこれを受けて、再始動スイッチ9およびキャパシタ切り離しスイッチ10を開にした状態で、スタータモータスイッチ6を一時的に閉となし、鉛酸バッテリ3からの矢A1で示す初回始動電流によりスタータモータ1をバッテリ駆動してエンジン始動を行わせる。
<Idle stop control and effect of embodiment>
The controller 11 performs drive control (idle stop control) of the starter motor 1 based on these input information as follows.
(Operation 1)
When the driver gives an instruction to start the engine for the first time using an ignition switch or the like, the controller 11 receives this, and the starter motor switch 6 is temporarily closed with the restart switch 9 and the capacitor disconnection switch 10 open. The starter motor 1 is driven by the battery by the initial starting current indicated by the arrow A1 from the lead acid battery 3 to start the engine.

かかるエンジン始動後の車両走行中、コースティング走行などにより車輪駆動系に減速エネルギーが発生するとき、コントローラ11はこの減速エネルギーを以下のように回生する。
フューエルカット信号Sfcの存在によりエンジンが燃料供給を中断されたフューエルカット状態での減速中であると判定する時、オルタネータ2の発電電圧がキャパシタ4の起電圧Vcaよりも高ければ、燃料消費を伴わない減速エネルギーで発電した電力を効果的に回生するため、またキャパシタ4から鉛酸バッテリ3および電装負荷5に電流が流れてキャパシタ起電圧Vcaを低下させることがないため、キャパシタ切り離しスイッチ10を閉となす。
かかるキャパシタ切り離しスイッチ10の閉により、オルタネータ2は燃料消費を伴わない減速エネルギーで発電した電力を鉛酸バッテリ3およびキャパシタ4の双方に充電し、効率よくエネルギー回生を行うことができる。
When deceleration energy is generated in the wheel drive system during coasting or the like while the vehicle is running after the engine is started, the controller 11 regenerates the deceleration energy as follows.
When it is determined that the engine is decelerating in the fuel cut state where the fuel supply is interrupted due to the presence of the fuel cut signal Sfc, if the generated voltage of the alternator 2 is higher than the electromotive voltage Vca of the capacitor 4, fuel consumption is accompanied. In order to effectively regenerate the power generated with no deceleration energy, and since no current flows from the capacitor 4 to the lead-acid battery 3 and the electrical load 5 to reduce the capacitor electromotive voltage Vca, the capacitor separation switch 10 is closed. And
By closing the capacitor disconnecting switch 10, the alternator 2 can charge both the lead acid battery 3 and the capacitor 4 with the power generated by the deceleration energy without fuel consumption, and can efficiently regenerate energy.

エンジンをアイドルストップにより停止させた状態から再始動させる必要をアイドルストップ信号Didから判定すると、当該エンジンの再始動に際しコントローラ11は、スタータモータスイッチ6を開状態のままに保持し、キャパシタ切り離しスイッチ10を開とした状態で、再始動スイッチ9を一時的に閉となす。
この時スタータモータ1は、キャパシタ4からの矢A2で示す再始動電流により駆動され、エンジンを再始動させる。
If it is determined from the idle stop signal Did that the engine needs to be restarted from the state stopped by the idle stop, the controller 11 holds the starter motor switch 6 in the open state and restarts the capacitor disconnecting switch 10 With the open, the restart switch 9 is temporarily closed.
At this time, the starter motor 1 is driven by the restart current indicated by the arrow A2 from the capacitor 4 to restart the engine.

よって、アイドルストップ中のエンジンの再始動がキャパシタ4からの電力で行われることとなる。
このため、エンジンの再始動を司るスタータモータ1の駆動が鉛酸バッテリ3の電圧降下を生じさせることがない。
従って、鉛酸バッテリ3に接続されている電装負荷5などの周辺機器が、鉛酸バッテリ3の電圧降下により動作不良を生じたり、初期状態にリセットされることがなくなり、当該周辺機器の動作不良やリセットを防止するためこの周辺機器に高価なDC/DCコンバータを追設しなくてよく、コスト的に有利である。
Therefore, the engine is restarted during idling stop with the electric power from the capacitor 4.
For this reason, the drive of the starter motor 1 that controls the restart of the engine does not cause a voltage drop of the lead acid battery 3.
Therefore, peripheral devices such as the electrical load 5 connected to the lead acid battery 3 will not cause malfunction due to the voltage drop of the lead acid battery 3, and will not be reset to the initial state. In order to prevent resetting, it is not necessary to add an expensive DC / DC converter to this peripheral device, which is advantageous in terms of cost.

また、アイドルストップ中のエンジンの再始動に鉛酸バッテリ3が何ら関与しないことから、鉛酸バッテリ3の劣化や、低温時性能低下によっても、アイドルストップ制御を中止することなく継続させ得て、アイドルストップによる燃費向上効果を鉛酸バッテリ3の状態に影響されることなく予定通りに達成可能である。   In addition, since the lead acid battery 3 is not involved in restarting the engine during idle stop, the idle stop control can be continued without stopping even if the lead acid battery 3 deteriorates or the performance decreases at low temperatures. The fuel efficiency improvement effect due to the idle stop can be achieved as scheduled without being influenced by the state of the lead acid battery 3.

更に、アイドルストップ中のエンジンの再始動に際しキャパシタ切り離しスイッチ10を開状態にするため、キャパシタ4が鉛酸バッテリ3から切り離されており、電装負荷5に対する電力供給を鉛酸バッテリ3から電力で賄うこととなって、キャパシタ4によるエンジン再始動(アイドルストップ制御)を長時間に亘って可能ならしめ、アイドルストップによる燃費向上効果を更に高めることができる。   Furthermore, the capacitor 4 is disconnected from the lead acid battery 3 in order to open the capacitor disconnection switch 10 when the engine is restarted during idle stop, and the power supply to the electrical load 5 is supplied from the lead acid battery 3 with power. Thus, the engine restart (idle stop control) by the capacitor 4 can be performed for a long time, and the fuel efficiency improvement effect by the idle stop can be further enhanced.

(動作2)
コントローラ11は、エンジンの初回始動指令を受け、再始動スイッチ9およびキャパシタ切り離しスイッチ10を開にした状態で、スタータモータスイッチ6の一時的な閉により、鉛酸バッテリ3からの矢A1で示す初回始動電流によりスタータモータ1を駆動してエンジンを初回始動させるとき、鉛酸バッテリ3の蓄電状態SOC(劣化状態)を検出する。
バッテリ劣化状態は、蓄電状態SOCに限らず、放電電流と電圧降下の関係からバッテリ内部抵抗を算出し、当該バッテリ内部抵抗の増加代に基づいて診断することもできる。
従ってコントローラ11は、本発明におけるバッテリ劣化状態検出手段を構成する。
(Operation 2)
The controller 11 receives the initial engine start command, and with the restart switch 9 and the capacitor disconnection switch 10 open, the controller 11 temporarily closes the starter motor switch 6 to indicate the first time indicated by the arrow A1 from the lead acid battery 3. When the starter motor 1 is driven by the starting current to start the engine for the first time, the storage state SOC (deterioration state) of the lead acid battery 3 is detected.
The battery deterioration state is not limited to the storage state SOC, and the battery internal resistance can be calculated from the relationship between the discharge current and the voltage drop, and can be diagnosed based on the increase margin of the battery internal resistance.
Therefore, the controller 11 constitutes a battery deterioration state detecting means in the present invention.

コントローラ11は、バッテリ蓄電状態SOCから判定したバッテリ3の劣化状態が比較的小さな第1段階であるとき、再始動スイッチ9の開閉制御によるアイドルストップを許可しつつ、キャパシタ切り離しスイッチ10の開によりキャパシタ4に対する前記のエネルギー回生充電を禁止し、
バッテリ劣化状態が大きな第2段階であるとき、再始動スイッチ9の開によりアイドルストップを禁止すると共に、キャパシタ切り離しスイッチ10の開によりキャパシタ4に対するエネルギー回生充電を禁止する。
When the deterioration state of the battery 3 determined from the battery storage state SOC is a relatively small first stage, the controller 11 permits the idle stop by the opening / closing control of the restart switch 9 and opens the capacitor disconnecting switch 10 to open the capacitor Prohibits the above-mentioned energy regenerative charging for 4,
When the battery deterioration state is a large second stage, idle stop is prohibited by opening the restart switch 9, and energy regenerative charging to the capacitor 4 is prohibited by opening the capacitor disconnecting switch 10.

かように鉛酸バッテリ3の劣化状態に応じた再始動スイッチ9およびキャパシタ切り離しスイッチ10の開閉制御によれば、鉛酸バッテリ3の劣化が比較的軽度な第1段階である場合には、キャパシタ4に対するエネルギー回生充電は禁止するものの、アイドルストップ制御を継続させるため、大幅な燃費の悪化や運転者への違和感を生ずることなく鉛酸バッテリ3の寿命を延長させることが可能となり、鉛酸バッテリ3の維持管理費用を軽減することができる。   Thus, according to the open / close control of the restart switch 9 and the capacitor disconnection switch 10 according to the deterioration state of the lead acid battery 3, when the deterioration of the lead acid battery 3 is a relatively mild first stage, the capacitor Although energy regenerative charging for 4 is prohibited, since the idle stop control is continued, it is possible to extend the life of the lead acid battery 3 without causing a significant deterioration in fuel consumption or a sense of discomfort to the driver. The maintenance cost of 3 can be reduced.

(動作3)
コントローラ11は、キャパシタ4の起電圧Vcaに係わる情報を読み込んでキャパシタ起電圧Vcaを求める。
従ってコントローラ11は、本発明におけるキャパシタ起電圧検出手段を構成する。
(Operation 3)
The controller 11 reads information related to the electromotive voltage Vca of the capacitor 4 and obtains the capacitor electromotive voltage Vca.
Therefore, the controller 11 constitutes a capacitor electromotive voltage detection means in the present invention.

コントローラ11は、キャパシタ起電圧Vcaに基づき、以下のように再始動スイッチ9の開閉によるアイドルストップ制御を行う。
つまり図2に示すように、キャパシタ起電圧Vcaが比較的高い規定範囲(13.5〜14.0V)内の電圧である場合のみ、再始動スイッチ9の開閉によるアイドルストップを許可し、該アイドルストップ中に前記キャパシタ起電圧検出手段で検出したキャパシタ起電圧が前記規定範囲よりも低い設定値(13.0V)未満の電圧になったとき、再始動スイッチ9の一時的な閉によりエンジンを強制的に再始動させる。
Based on the capacitor electromotive voltage Vca, the controller 11 performs idle stop control by opening and closing the restart switch 9 as follows.
That is, as shown in FIG. 2, only when the capacitor electromotive voltage Vca is within a relatively high specified range (13.5 to 14.0 V), idling stop by opening and closing the restart switch 9 is permitted, and during the idling stop, When the capacitor electromotive voltage detected by the capacitor electromotive voltage detection means becomes lower than the set value (13.0 V) lower than the specified range, the engine is forcibly restarted by temporarily closing the restart switch 9 Let

かかるキャパシタ起電圧Vcaに応じたアイドルストップ制御によれば、キャパシタ4によるエンジン再始動時にスタータモータへ印加される電圧のバラツキが小さくなるため、エンジン再始動時間のバラツキ小さくすることが可能となり、アイドルストップ制御中におけるエンジン再始動時間のバラツキに運転者が違和感を持つことがない。
また、キャパシタ4にエンジン始動能力が残っているうちにエンジンの再始動を強制的に行わせるため、エンジンが再始動不能状態に陥るのを回避することができる。
According to the idle stop control according to this capacitor electromotive voltage Vca, since the variation of the voltage applied to the starter motor when the engine restart by the capacitor 4 is reduced, it is possible to reduce variations in the engine restart time, The driver does not feel discomfort due to variations in engine restart time during idle stop control.
In addition, since the engine is forcibly restarted while the engine 4 has the engine starting ability, it is possible to avoid the engine from being brought into a restart impossible state.

(動作4)
コントローラ11は、キャパシタ4の起電圧Vcaに係わる情報を読み込んでキャパシタ起電圧Vcaを求めると共に、鉛酸バッテリ3の起電圧Vbaに係わる情報を読み込んでバッテリ起電圧Vbaを求める。
従ってコントローラ11は、本発明におけるキャパシタ起電圧検出手段およびバッテリ起電圧検出手段を構成する。
(Operation 4)
The controller 11 reads information related to the electromotive voltage Vca of the capacitor 4 to obtain the capacitor electromotive voltage Vca, and also reads information related to the electromotive voltage Vba of the lead acid battery 3 to obtain the battery electromotive voltage Vba.
Therefore, the controller 11 constitutes a capacitor electromotive voltage detection means and a battery electromotive voltage detection means in the present invention.

コントローラ11は、アイドルストップによるエンジン停止中におけるキャパシタ切り離しスイッチ10の開閉を図3に示すごとく、キャパシタ起電圧Vcaおよびバッテリ起電圧Vbaに基づき以下のように行う。
(1)キャパシタ起電圧Vcaが十分に高い(Vca≧13.5V)場合、キャパシタ切り離しスイッチ10を閉となす。
これにより、キャパシタ起電圧Vcaが十分高い場合は、キャパシタ切り離しスイッチ10の閉により、キャパシタ4に蓄えられた十分な電力を車両電装負荷5にも供給することができ、長時間のアイドルストップが可能となって、アイドルストップによる燃費向上効果を高めることができる。
As shown in FIG. 3, the controller 11 opens and closes the capacitor disconnecting switch 10 while the engine is stopped due to idle stop, based on the capacitor electromotive voltage Vca and the battery electromotive voltage Vba as follows.
(1) When the capacitor electromotive voltage Vca is sufficiently high (Vca ≧ 13.5 V), the capacitor disconnecting switch 10 is closed.
As a result, when the capacitor electromotive voltage Vca is sufficiently high, sufficient power stored in the capacitor 4 can be supplied also to the vehicle electrical load 5 by closing the capacitor disconnecting switch 10, and idling can be stopped for a long time. Thus, the fuel efficiency improvement effect due to idling stop can be enhanced.

(2)キャパシタ起電圧Vcaが比較的高い(図3の場合Vca=13.0〜13.5V)場合、キャパシタ切り離しスイッチ10を開となす。
キャパシタ起電圧Vcaが比較的高い(Vca=13.0〜13.5V)程度である場合、上記(1)のようなキャパシタ切り離しスイッチ10の閉を持続すると、キャパシタ4が放電し続けて複数回のエンジン再始動を保証できない蓄電状態に陥る。
しかしキャパシタ起電圧Vcaが比較的高い(Vca=13.0〜13.5V)程度である場合、キャパシタ切り離しスイッチ10を開となすため、それ以上はキャパシタ4が放電されないこととなり、キャパシタ4への追充電なしに複数回のエンジン再始動を保証することができる。
(2) When the capacitor electromotive voltage Vca is relatively high (in the case of FIG. 3, Vca = 13.0 to 13.5 V), the capacitor disconnecting switch 10 is opened.
When the capacitor electromotive voltage Vca is relatively high (Vca = 13.0 to 13.5 V), if the capacitor disconnection switch 10 is kept closed as described in (1) above, the capacitor 4 continues to discharge and the engine is restarted several times. It falls into a power storage state where starting cannot be guaranteed.
However, if the capacitor electromotive voltage Vca is relatively high (Vca = 13.0 to 13.5 V), the capacitor disconnect switch 10 is opened, so that the capacitor 4 is not discharged any further, and there is no additional charge to the capacitor 4 Multiple engine restarts can be guaranteed.

(3)キャパシタ起電圧Vcaが設定値(図3の場合13.0V)未満である場合、バッテリ起電圧Vbaが規定値(図3の場合13.5V)以上であればキャパシタ切り離しスイッチ10を閉となす。
このようにキャパシタ起電圧Vcaが設定値(13.0V)未満である場合は、エンジンを1,2回程度しか再始動させることができない。
しかし、バッテリ起電圧Vbaが規定値(13.5V)以上であれば、鉛酸バッテリ3によってキャパシタ4を充電可能である。
そのため、キャパシタ起電圧Vcaが設定値(13.0V)未満であっても、バッテリ起電圧Vbaが規定値(13.5V)以上であれば、キャパシタ切り離しスイッチ10を閉となすことにより、キャパシタ4を鉛酸バッテリ3で充電することとし、これによりエンジンを複数回再始動できるだけの電力をキャパシタ4に蓄えることができるようになる。
(3) When the capacitor electromotive voltage Vca is less than the set value (13.0V in the case of Fig. 3), the capacitor disconnect switch 10 is closed if the battery electromotive voltage Vba is equal to or greater than the specified value (13.5V in the case of Fig. 3). .
Thus, when the capacitor electromotive voltage Vca is less than the set value (13.0 V), the engine can be restarted only once or twice.
However, the capacitor 4 can be charged by the lead acid battery 3 if the battery electromotive voltage Vba is equal to or higher than a specified value (13.5 V).
Therefore, even if the capacitor electromotive voltage Vca is less than the set value (13.0V), if the battery electromotive voltage Vba is equal to or higher than the specified value (13.5V), the capacitor disconnecting switch 10 is closed to lead the capacitor 4 to lead. The battery is charged by the acid battery 3, so that enough power can be stored in the capacitor 4 to restart the engine a plurality of times.

(4)キャパシタ起電圧Vcaが設定値(図3の場合13.0V)未満であって、且つバッテリ起電圧Vbaが規定値(図3の場合13.5V)未満である場合は、キャパシタ切り離しスイッチ10を開としたまま、再始動スイッチ9の閉によりエンジンを強制的に再始動させる。
よって、バッテリ起電圧Vbaによるキャパシタ蓄電状態のバックアップを期待できない場合は、エンジンの再始動が不能なレベルまでキャパシタ4の蓄電状態が低下する前にエンジンを強制的に再始動させることとなり、エンジンが始動不能になるのを未然に防止することができる。
この間、キャパシタ切り離しスイッチ10が開状態であることから、エンジン強制始動時の大きなスタータモータ駆動電流が鉛酸バッテリ3を電圧低下させることはなく、電装負荷5に悪影響が及ぶことはない。
(4) When the capacitor electromotive voltage Vca is less than the set value (13.0V in the case of FIG. 3) and the battery electromotive voltage Vba is less than the specified value (13.5V in the case of FIG. 3), the capacitor separation switch 10 is The engine is forcibly restarted by closing the restart switch 9 while being open.
Therefore, if the backup of the capacitor storage state by the battery electromotive voltage Vba cannot be expected, the engine is forcibly restarted before the storage state of the capacitor 4 decreases to a level at which the engine cannot be restarted. It is possible to prevent the start from being disabled.
During this time, since the capacitor disconnecting switch 10 is in the open state, a large starter motor driving current at the time of forced engine start does not lower the voltage of the lead acid battery 3, and the electrical load 5 is not adversely affected.

(動作5)
コントローラ11は、キャパシタ4の起電圧Vcaに係わる情報を読み込んでキャパシタ起電圧Vcaを求める。
そしてコントローラ11は、再始動スイッチ9の閉を介した再始動後のエンジン回転中におけるキャパシタ切り離しスイッチ10の開閉制御を、キャパシタ起電圧VcaおよびエンジンのフューエルカットON,OFFに応じて、図4に示すごとくに行う。
(Operation 5)
The controller 11 reads information related to the electromotive voltage Vca of the capacitor 4 and obtains the capacitor electromotive voltage Vca.
Then, the controller 11 performs the opening / closing control of the capacitor disconnecting switch 10 during the engine rotation after the restart through the closing of the restart switch 9 according to the capacitor electromotive voltage Vca and the engine fuel cut ON / OFF in FIG. I'll do it as shown.

(5)フューエルカット中はキャパシタ起電圧Vcaに関係なく、キャパシタ切り離しスイッチ10を閉となす。
これにより、燃料消費が0のフューエルカット中は、エンジン駆動されるオルタネータ2の発電電力を内部抵抗の小さいキャパシタ4への優先的に充電することとなる。
そのため、フューエルカット中にオルタネータ2が回生発電した大きな電力をキャパシタ4へ蓄電可能になると共に、アイドルストップによる停止中のエンジンの再始動用電力を優先的にキャパシタ4に蓄えておくことができる。
(5) During the fuel cut, the capacitor disconnecting switch 10 is closed regardless of the capacitor electromotive voltage Vca.
As a result, during fuel cut with zero fuel consumption, the power generated by the alternator 2 driven by the engine is preferentially charged to the capacitor 4 having a small internal resistance.
Therefore, it is possible to store a large amount of electric power regenerated by the alternator 2 during fuel cut in the capacitor 4, and preferentially store electric power for restarting the engine that has been stopped due to idle stop in the capacitor 4.

(6)一方でフューエルカットが行われない燃料供給中は、キャパシタ起電圧Vcaが所定範囲(図4では13.0〜13.5V)を超えた高電圧であれば、キャパシタ切り離しスイッチ10を閉となす。
これにより、燃料供給中であって、キャパシタ起電圧Vcaが高電圧である場合は、キャパシタ切り離しスイッチ10の閉により、キャパシタ4から鉛酸バッテリ3および電装負荷5への放電が可能となり、オルタネータ2の発電負荷を軽減して、燃費を向上させることができる。
(6) On the other hand, during fuel supply without fuel cut, if the capacitor electromotive voltage Vca is a high voltage exceeding a predetermined range (13.0 to 13.5 V in FIG. 4), the capacitor disconnecting switch 10 is closed.
As a result, when the fuel is being supplied and the capacitor electromotive voltage Vca is a high voltage, the capacitor disconnection switch 10 is closed, so that the discharge from the capacitor 4 to the lead acid battery 3 and the electrical load 5 becomes possible. It is possible to reduce the power generation load and improve the fuel efficiency.

(7)同じ燃料供給中であっても、キャパシタ起電圧Vcaが所定範囲(13.0〜13.5V)の中間電圧であれば、キャパシタ切り離しスイッチ10を開となす。
ここでキャパシタ起電圧Vcaに係わる所定範囲(13.0〜13.5V)の中間電圧は、キャパシタ4が追加充電なしでエンジンを1,2回しか再始動させることができない電圧領域と、エンジンを複数回再始動させることができる電圧領域との間の境界電圧域とする。
これにより、燃料供給中であって、キャパシタ起電圧Vcaが中間電圧である場合は、キャパシタ切り離しスイッチ10の開により、それ以上のキャパシタ4の放電と、燃料供給中のオルタネータ発電によるキャパシタ充電が回避されこととなり、結果として、アイドルストップ時におけるエンジン再始動保証を実現し得ると共に、キャパシタ充電のためのオルタネータ発電による燃費悪化を防止する防止することができる。
(7) Even when the same fuel is being supplied, if the capacitor electromotive voltage Vca is an intermediate voltage within a predetermined range (13.0 to 13.5 V), the capacitor disconnecting switch 10 is opened.
Here, the intermediate voltage within a predetermined range (13.0 to 13.5V) related to the capacitor electromotive voltage Vca is the voltage range in which the capacitor 4 can restart the engine only once or twice without additional charging, and the engine is restarted several times. The boundary voltage range between the voltage range that can be started.
As a result, when the fuel is being supplied and the capacitor electromotive voltage Vca is an intermediate voltage, the capacitor disconnection switch 10 is opened to avoid further discharging of the capacitor 4 and charging of the capacitor due to the alternator power generation during fuel supply. to be able Ru, consequently, with possible to realize an engine restart guaranteed during idle stop, it can be prevented to prevent deterioration of fuel consumption by the alternator generator for capacitor charging.

(8)同じく燃料供給中であって、キャパシタ起電圧Vcaが所定範囲(13.0〜13.5V)よりも低い低電圧であれば、キャパシタ切り離しスイッチ10を閉となす。
これにより、燃料噴射中であって、かつ、キャパシタ4が追加充電なしでは、1、2回以下しかエンジンを再始動することができない低電圧である場合は、キャパシタ切り離しスイッチ10の閉により、キャパシタ4への充電を行なうこととなり、車両停止時のアイドルストップに備えることができる。
(8) When the fuel is being supplied and the capacitor electromotive voltage Vca is a low voltage lower than a predetermined range (13.0 to 13.5 V), the capacitor disconnecting switch 10 is closed.
Thus, when the fuel is being injected and the capacitor 4 has a low voltage that can restart the engine only once or twice without additional charging, the capacitor disconnecting switch 10 is closed to close the capacitor. 4 is charged, so that it is possible to prepare for idle stop when the vehicle stops.

(動作6)
コントローラ11は、再始動スイッチ9の閉を介した再始動後のエンジン回転中であって、フューエルカットの非作動によりエンジンへ燃料が供給されている間におけるオルタネータ2の目標発電電圧を図5(a)に示すように決定する。
(Operation 6)
The controller 11 shows the target power generation voltage of the alternator 2 during engine rotation after restart via closing of the restart switch 9 and while fuel is being supplied to the engine due to non-operation of the fuel cut. Determine as shown in a).

そのためコントローラ11は、キャパシタ4が起電圧Vcaに応じて要求するキャパシタ要求電圧を図5のように求めて設定すると共に、
鉛酸バッテリ3が蓄電状態SOC(劣化状態)に応じて要求するバッテリ要求電圧を図5のように求めて設定する。
従ってコントローラ11は、本発明におけるキャパシタ要求電圧設定手段およびバッテリ要求電圧設定手段を構成する。
Therefore, the controller 11 obtains and sets the capacitor required voltage required by the capacitor 4 according to the electromotive voltage Vca as shown in FIG.
The battery required voltage required by the lead acid battery 3 according to the storage state SOC (deterioration state) is obtained and set as shown in FIG.
Therefore, the controller 11 constitutes a capacitor required voltage setting means and a battery required voltage setting means in the present invention.

なお図5(a)に示すごとく、キャパシタ要求電圧はキャパシタ起電圧Vcaが低くなるほど高くなるようなものとする。
かように、キャパシタ起電圧Vcaが低いときキャパシタ要求電圧を高く設定することで、キャパシタ4の充電が促進されることとなり、アイドルストップからのエンジン再始動に必要な電力分をキャパシタ4へ速やかに充電可能となる。
また、キャパシタ起電圧Vcaが高い場合には、要求電圧を無しにすることとなり、キャパシタ4からの放電が可能となって、オルタネータ2の発電量を抑制することによりエンジンの燃費を向上させることができる。
As shown in FIG. 5 (a), it is assumed that the required capacitor voltage increases as the capacitor electromotive voltage Vca decreases.
Thus, by setting the capacitor required voltage high when the capacitor electromotive voltage Vca is low, charging of the capacitor 4 is promoted, and the power necessary for restarting the engine from the idle stop is promptly supplied to the capacitor 4. Charging becomes possible.
In addition, when the capacitor electromotive voltage Vca is high, the required voltage is eliminated, and the discharge from the capacitor 4 becomes possible, thereby improving the fuel efficiency of the engine by suppressing the power generation amount of the alternator 2. it can.

一方でバッテリ要求電圧は図5(a)に示すごとく、鉛酸バッテリ3の劣化度が大きいほど(蓄電状態SOCが小さいほど)高くなるようものとする。
かように鉛酸バッテリ3の劣化度が大きいとき(蓄電状態SOCが小さいとき)バッテリ要求電圧を高めに設定することで、鉛酸バッテリ3の充電が促進されることとなり、鉛酸バッテリ3の劣化や、バッテリ上がりを防止することが可能となる。
また、鉛酸バッテリ3の劣化度が小さいとき(蓄電状態SOCが大きいとき)バッテリ要求電圧を低めに設定することで、鉛酸バッテリ3からの放電が可能となって、オルタネータ2の発電量を抑制することによりエンジンの燃費を向上させることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 5 (a), the battery required voltage is assumed to increase as the degree of deterioration of the lead acid battery 3 increases (the storage state SOC decreases).
Thus, when the deterioration degree of the lead acid battery 3 is large (when the state of charge SOC is small), the charging of the lead acid battery 3 is promoted by setting the battery required voltage higher. It is possible to prevent deterioration and battery exhaustion.
In addition, when the degradation level of the lead acid battery 3 is small (when the state of charge SOC is large), by setting the required battery voltage low, the lead acid battery 3 can be discharged, and the power generation amount of the alternator 2 can be reduced. By suppressing it, the fuel consumption of the engine can be improved.

コントローラ11は、上記したキャパシタ要求電圧およびバッテリ要求電圧の全ての組み合わせごとに、高い方の電圧値(セレクトハイ値)をオルタネータ2の目標発電電圧と定め、この時オルタネータ2の目標発電電圧を、鉛酸バッテリ3のガッシング電圧に上限設定することで、鉛酸バッテリ3の劣化を防止する。
従ってコントローラ11は、本発明における発電機用目標発電電圧決定手段を構成する。
The controller 11 determines the higher voltage value (select high value) as the target power generation voltage of the alternator 2 for every combination of the above-described capacitor required voltage and battery required voltage, and at this time the target power generation voltage of the alternator 2 is By setting an upper limit on the gassing voltage of the lead acid battery 3, the deterioration of the lead acid battery 3 is prevented.
Therefore, the controller 11 constitutes the generator target generated voltage determining means in the present invention.

上記したように、キャパシタ要求電圧およびバッテリ要求電圧のセレクトハイでオルタネータ2の目標発電電圧を決定したことで、キャパシタ4および塩酸バッテリ3のいずれか一方が低充電状態に陥るのを防止できる。
また、これらキャパシタ4および塩酸バッテリ3の充電量に余裕がある場合には、要求電圧が低くなってオルタネータ2の目標発電電圧が低下するため、鉛酸バッテリ3またはキャパシタ4、或いは両者からの放電が行われることとなり、オルタネータ2の発電負荷を低減されてエンジンの燃費を向上させることができる。
As described above, since the target power generation voltage of the alternator 2 is determined by selecting the capacitor required voltage and the battery required voltage, it is possible to prevent either the capacitor 4 or the hydrochloric acid battery 3 from falling into a low charge state.
In addition, when there is a margin in the charge amount of the capacitor 4 and the hydrochloric acid battery 3, the required voltage is lowered and the target power generation voltage of the alternator 2 is lowered. Therefore, the discharge from the lead acid battery 3 or the capacitor 4 or both As a result, the power generation load of the alternator 2 is reduced and the fuel efficiency of the engine can be improved.

コントローラ11は、再始動スイッチ9の閉を介した再始動後のエンジン回転中であるが、フューエルカットによりエンジンへの燃料供給が中断されている間におけるオルタネータ2の目標発電電圧を図5(b)に示すように決定する。   The controller 11 is rotating the engine after restarting via closing of the restart switch 9, but the target power generation voltage of the alternator 2 during the fuel cut to the engine due to the fuel cut is shown in FIG. ).

このためコントローラ11は、各部品、機能からキャパシタ4の要求電圧上限値および鉛酸バッテリ3の要求電圧上限値をそれぞれ求める。
従ってコントローラ11は、本発明におけるキャパシタ要求電圧上限値演算手段およびバッテリ要求電圧上限値演算手段を構成する。
そしてコントローラ11は、フューエルカットによりエンジンへの燃料供給が中断されている状態でのエンジン回転中におけるオルタネータ2の目標発電電圧を、上記キャパシタ要求電圧上限値およびバッテリ要求電圧上限値のセレクトローで、つまりこれらのうち低い方の電圧値と同じ値に決定する。
Therefore, the controller 11 obtains the required voltage upper limit value of the capacitor 4 and the required voltage upper limit value of the lead acid battery 3 from each component and function.
Therefore, the controller 11 constitutes a capacitor required voltage upper limit calculating means and a battery required voltage upper limit calculating means in the present invention.
Then, the controller 11 selects the target power generation voltage of the alternator 2 during engine rotation in a state where fuel supply to the engine is interrupted by fuel cut, by selecting the above-mentioned capacitor request voltage upper limit value and battery request voltage upper limit value, That is, it is determined to be the same value as the lower voltage value of these.

かように、再始動後フューエルカット状態でのエンジン回転中におけるオルタネータ2の目標発電電圧をキャパシタ要求電圧上限値およびバッテリ要求電圧上限値のセレクトローにより決定したことで、オルタネータ2の発電電圧が高いほど鉛酸バッテリ3およびキャパシタ4の充電能力が上がることとなる。   Thus, the generator power generation voltage of alternator 2 is high because the target power generation voltage of alternator 2 during engine rotation in the fuel cut state after restart is determined by the select low of the capacitor required voltage upper limit value and the battery required voltage upper limit value. As the lead acid battery 3 and the capacitor 4 are charged, the charging capacity is increased.

また、キャパシタ要求電圧上限値およびバッテリ要求電圧上限値を各部品、機能から要求される上限値としたため、これらのセレクトローにより決定したオルタネータ2の目標発電電圧は許容範囲内の最も高い電圧となり、フューエルカット中はこの電圧で回生発電を実施することから回生充電量が最大となる。
そして、この最大回生充電分の電力を使用することから、燃料噴射中のオルタネータ発電量を抑制することができ、その分エンジンの燃費を向上させることができる。
In addition, since the capacitor required voltage upper limit value and the battery required voltage upper limit value are the upper limit values required by each component and function, the target power generation voltage of the alternator 2 determined by these select lows is the highest voltage within the allowable range, Since the regenerative power generation is performed at this voltage during the fuel cut, the regenerative charge amount is maximized.
And since the electric power for this maximum regenerative charge is used, the alternator power generation amount during fuel injection can be suppressed, and the fuel efficiency of the engine can be improved accordingly.

1 スタータモータ
2 オルタネータ(発電機)
3 鉛酸バッテリ
4 キャパシタ
5 電装負荷
6 スタータスイッチ(スタータスイッチ手段)
8 再始動用スタータモータ電路
9 再始動スイッチ(再始動スイッチ手段)
10 キャパシタ切り離しスイッチ(キャパシタ切り離しスイッチ手段)
11 コントローラ()
1 Starter motor
2 Alternator (generator)
3 Lead acid battery
4 capacitors
5 Electrical load
6 Starter switch (starter switch means)
8 Starter motor circuit for restart
9 Restart switch (restart switch means)
10 Capacitor disconnect switch (Capacitor disconnect switch means)
11 Controller ()

Claims (7)

スタータスイッチ手段の一時的な閉を介したスタータモータのバッテリ駆動によって始動されるエンジンを動力源として具え、該エンジンを、発進意図のない停車中は停止させ、発進意図の検出時に再始動させるアイドルストップ付きのエンジンとした車両に用いられる電源装置において、
前記エンジンを含む車両駆動系に結合された発電機に対し、前記バッテリの他に、キャパシタを順次に並列接続して、これらバッテリおよびキャパシタに対するエネルギー回生充電を可能にし、
前記キャパシタに対し前記スタータモータを並列接続するための再始動用スタータモータ電路を設けると共に、該再始動用スタータモータ電路に対し再始動スイッチ手段を挿置し、
前記発電機とバッテリとの接続に関与することなく、また前記キャパシタに対するスタータモータの並列接続に関与することなく、該キャパシタを該バッテリおよび発電機から切り離すためのキャパシタ切り離しスイッチ手段を挿置し、
前記エンジンの再始動に際しては、前記スタータスイッチ手段を開に保持し、前記キャパシタ切り離しスイッチ手段を開にした状態で前記再始動スイッチ手段閉により該エンジンの再始動を行うよう構成したことを特徴とするアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置。
An idle engine comprising as a power source an engine started by battery operation of a starter motor through temporary closing of the starter switch means, and stopping the engine when the vehicle is not intended to start and restarting when the intention to start is detected In a power supply device used in a vehicle with an engine with a stop,
In addition to the battery, a capacitor is sequentially connected in parallel to the generator coupled to the vehicle drive system including the engine to enable energy regenerative charging for the battery and the capacitor.
A restart starter motor circuit for connecting the starter motor to the capacitor in parallel is provided, and a restart switch means is inserted into the restart starter motor circuit,
Capacitor disconnecting switch means for disconnecting the capacitor from the battery and the generator without being involved in the connection between the generator and the battery and without being involved in the parallel connection of the starter motor to the capacitor,
Upon restart of the engine, characterized in that said holding the starter switch means in the open and closed by configured to perform restart of the engine of the capacitor disconnecting the restart switch means in a state in which the switch means in the open Power supply unit for vehicles equipped with an engine with idle stop.
請求項1に記載された、アイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置において、
前記スタータスイッチ手段の一時的な閉を介したスタータモータのバッテリ駆動によるエンジン初回始動時に前記バッテリの劣化状態を検出するバッテリ劣化状態検出手段を設け、
該手段で検出したバッテリの劣化状態に応じ、該バッテリ劣化状態が小さな第1段階であるとき、前記再始動スイッチ手段の開閉による前記アイドルストップ制御を許可しつつ、前記キャパシタ切り離しスイッチ手段の開により前記キャパシタに対するエネルギー回生充電を禁止し、前記バッテリ劣化状態が大きな第2段階であるとき、前記再始動スイッチ手段の開により前記アイドルストップ制御を禁止すると共に、前記キャパシタ切り離しスイッチ手段の開により前記キャパシタに対するエネルギー回生充電を禁止するよう構成したことを特徴とするアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置。
In the power supply device of the vehicle equipped with an engine with an idle stop according to claim 1,
A battery deterioration state detecting means for detecting a deterioration state of the battery at the initial engine start by a battery drive of a starter motor through a temporary closing of the starter switch means;
According to the battery deterioration state detected by the means, when the battery deterioration state is a small first stage, allowing the idle stop control by opening and closing the restart switch means, and opening the capacitor separation switch means When the regenerative charging of the capacitor is prohibited and the battery deterioration state is a large second stage, the idle stop control is prohibited by opening the restart switch means and the capacitor disconnecting switch means is opened. A power supply device for a vehicle equipped with an engine with an idle stop, which is configured to prohibit energy regenerative charging with respect to the vehicle.
請求項1または2に記載された、アイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置において、
前記キャパシタの起電圧を検出するキャパシタ起電圧検出手段を設け、
該手段で検出したキャパシタ起電圧が、運転者に違和感を与えるエンジン再始動時間のバラツキを生じさせることのない高い規定範囲内の電圧である間、前記再始動スイッチ手段の開閉による前記アイドルストップ制御を許可し、該アイドルストップ制御中に前記キャパシタ起電圧検出手段で検出したキャパシタ起電圧が前記規定範囲よりも低い設定値未満の電圧になったとき、前記再始動スイッチ手段の閉により前記エンジンを強制的に再始動させるよう構成したことを特徴とするアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置。
In the power supply device of the vehicle equipped with an engine with an idle stop according to claim 1 or 2,
Capacitor electromotive voltage detection means for detecting the electromotive voltage of the capacitor is provided,
The idle stop control by opening and closing the restart switch means while the capacitor electromotive voltage detected by the means is a voltage within a high specified range that does not cause a variation in engine restart time that gives the driver a sense of incongruity. When the capacitor electromotive voltage detected by the capacitor electromotive voltage detecting means during the idle stop control becomes a voltage lower than a set value lower than the specified range, the engine is turned off by closing the restart switch means. A power supply device for a vehicle equipped with an engine with an idle stop, which is configured to be forcibly restarted.
前記発電機およびバッテリに対し並列接続された車両電装負荷を具える、請求項1〜3のいずれか1項に記載された、アイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置において、
前記キャパシタの起電圧を検出するキャパシタ起電圧検出手段と、
前記バッテリの起電圧を検出するバッテリ起電圧検出手段とを設け、
前記アイドルストップによるエンジン停止中における前記キャパシタ切り離しスイッチ手段の開閉制御に際し、
(1)前記キャパシタ起電圧検出手段で検出したキャパシタ起電圧が、キャパシタ電力をエンジン再始動用の他に前記車両電装負荷へも供給可能なほど十分に高い電圧である場合、前記キャパシタ切り離しスイッチ手段を閉となし、
(2)前記検出したキャパシタ起電圧が、該(1)の制御によるキャパシタ切り離しスイッチ手段の閉でキャパシタ電力を前記車両電装負荷に供給し続けると複数回のエンジン再始動を保証できなくなるような比較的高い電圧である場合、前記キャパシタ切り離しスイッチ手段を開となし、
(3)前記検出したキャパシタ起電圧が、エンジン再始動を1〜2回しか行うことができない設定値未満の電圧である場合、前記バッテリ起電圧検出手段で検出したバッテリ起電圧が、バッテリ電力によってキャパシタを充電可能な規定値以上の電圧であれば前記キャパシタ切り離しスイッチ手段を閉となし、
(4)前記検出したキャパシタ起電圧が前記設定値未満である場合、前記検出したバッテリ起電圧が前記規定値未満の電圧であれば前記キャパシタ切り離しスイッチ手段を開としたまま、前記再始動スイッチ手段の閉により前記エンジンを強制的に再始動させるよう構成したことを特徴とするアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置。
In the power supply device for an engine-equipped vehicle with an idle stop according to any one of claims 1 to 3, comprising a vehicle electrical load connected in parallel to the generator and the battery .
Capacitor electromotive voltage detection means for detecting the electromotive voltage of the capacitor;
Battery electromotive voltage detection means for detecting the electromotive voltage of the battery;
In the opening / closing control of the capacitor disconnection switch means during the engine stop by the idle stop,
(1) the capacitor electromotive voltage detecting means detects at capacitor electromotive voltage, when the capacitor power as that can also be supplied to the vehicle electric load in addition to the engine restarting a sufficiently high voltage, the capacitor disconnecting switch means Closed and closed,
(2) Comparison in which the detected capacitor electromotive voltage cannot guarantee multiple engine restarts if the capacitor power is continuously supplied to the vehicle electrical load by closing the capacitor disconnection switch means controlled by (1) If the voltage is high enough, open the capacitor disconnect switch means,
(3) When the detected capacitor electromotive voltage is a voltage less than a set value at which engine restart can be performed only once or twice , the battery electromotive voltage detected by the battery electromotive voltage detection means depends on the battery power. If the voltage is equal to or higher than a specified value capable of charging the capacitor, the capacitor disconnecting switch means is closed,
(4) if the detected capacitor electromotive voltage is lower than the set value, while the detected battery electromotive voltage is set to open the capacitor disconnecting switch means when the voltage lower than the prescribed value, the restart switch means A power supply device for a vehicle equipped with an engine with an idle stop, wherein the engine is forcibly restarted by closing.
前記エンジンが駆動力不要時に燃料供給を中断されるフューエルカット付きエンジンである、請求項1〜4のいずれか1項に記載された、アイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置において、
前記キャパシタの起電圧を検出するキャパシタ起電圧検出手段を設け、
前記再始動スイッチ手段の閉を介した前記再始動後のエンジン回転中における前記キャパシタ切り離しスイッチ手段の開閉制御に際し、
(5)前記フューエルカット中は前記キャパシタ切り離しスイッチ手段を閉となし、
(6)前記フューエルカットが行われない燃料供給中は、前記キャパシタ起電圧検出手段で検出したキャパシタ起電圧が所定範囲を超えた高電圧であれば、前記キャパシタ切り離しスイッチ手段を閉となし、
(7)前記フューエルカットが行われない燃料供給中であって、前記検出したキャパシタ起電圧が所定範囲の中間電圧であれば、前記キャパシタ切り離しスイッチ手段を開となし、
(8)前記フューエルカットが行われない燃料供給中であって、前記検出したキャパシタ起電圧が所定範囲よりも低い低電圧であれば、前記キャパシタ切り離しスイッチ手段を閉となすよう構成したことを特徴とするアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置。
In the power supply device of the engine-equipped vehicle with an idle stop, according to any one of claims 1 to 4, wherein the engine is an engine with a fuel cut that interrupts fuel supply when the driving force is unnecessary.
Capacitor electromotive voltage detection means for detecting the electromotive voltage of the capacitor is provided,
Upon opening / closing control of the capacitor disconnection switch means during engine rotation after restart through closing of the restart switch means,
(5) During the fuel cut, the capacitor disconnection switch means is closed,
(6) During fuel supply where the fuel cut is not performed, if the capacitor electromotive voltage detected by the capacitor electromotive voltage detecting means is a high voltage exceeding a predetermined range, the capacitor disconnecting switch means is closed,
(7) While the fuel cut is not being performed and the detected capacitor electromotive voltage is an intermediate voltage within a predetermined range, the capacitor disconnecting switch means is opened,
(8) It is configured to close the capacitor separation switch means when the fuel cut is not performed and the detected capacitor electromotive voltage is a low voltage lower than a predetermined range. Power supply unit for vehicles equipped with an engine with idle stop.
請求項1〜5のいずれか1項に記載された、アイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置において、
前記キャパシタの起電圧が低くなるほど高くなるようキャパシタ要求電圧を設定するキャパシタ要求電圧設定手段と、
前記バッテリの劣化度が大きいほど高くなるようバッテリ要求電圧を設定するバッテリ要求電圧設定手段と、
前記再始動スイッチ手段の閉を介した前記再始動後のエンジン回転中における前記発電機の目標発電電圧を、前記設定したキャパシタ要求電圧およびバッテリ要求電圧のうち高い方の電圧値と同じ値に決定する発電機用目標発電電圧決定手段とを具備して成ることを特徴とするアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置。
In the power supply device of the vehicle equipped with an engine with an idle stop according to any one of claims 1 to 5,
Capacitor required voltage setting means for setting the capacitor required voltage so as to increase as the electromotive voltage of the capacitor decreases;
Battery request voltage setting means for setting the battery request voltage so as to increase as the degree of deterioration of the battery increases,
The target power generation voltage of the generator during engine rotation after the restart through closing of the restart switch means is determined to be the same value as the higher one of the set capacitor required voltage and battery required voltage. A power supply device for a vehicle equipped with an engine with an idle stop, comprising: a target power generation voltage determining means for the generator.
前記エンジンが駆動力不要時に燃料供給を中断されるフューエルカット付きエンジンである、請求項6に記載された、アイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置において、
前記キャパシタの要求電圧上限値を求めるキャパシタ要求電圧上限値演算手段と、
前記バッテリの要求電圧上限値を求めるバッテリ要求電圧上限値演算手段とを設け、
前記発電機用目標発電電圧決定手段は、前記フューエルカットによりエンジンへの燃料供給が中断されている間における前記発電機の目標発電電圧を、前記キャパシタ要求電圧上限値およびバッテリ要求電圧上限値のうち低い方の電圧値と同じ値に決定するものであることを特徴とするアイドルストップ付きエンジン搭載車の電源装置。
The engine according to claim 6, wherein the engine is an engine with a fuel cut that interrupts fuel supply when no driving force is required.
Capacitor required voltage upper limit value calculating means for obtaining a required voltage upper limit value of the capacitor;
A battery request voltage upper limit value calculating means for obtaining the battery request voltage upper limit value,
The generator target power generation voltage determining means determines the target power generation voltage of the power generator while fuel supply to the engine is interrupted by the fuel cut, out of the capacitor required voltage upper limit value and the battery required voltage upper limit value. A power supply device for a vehicle equipped with an engine with an idle stop, which is determined to be the same value as the lower voltage value.
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