JP7456640B2 - 自動車のバッテリーユニットとスーパーキャパシタとの間の電気的接続及び切断を制御する装置 - Google Patents
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Description
本発明にかかる装置は、(a)マイクロコントローラユニット(MCU)と、(b)動作状態検出ユニットと、(c)スイッチングユニットと、(d)電圧ブースターと、(e)第1の電圧感知モジュール及び第2の電圧感知モジュールと、を含む。
(a)自動車が始動準備完了状態に設定されている一時的な時点で、バッテリーユニットをスーパーキャパシタに接続し、バッテリーユニットがスーパーキャパシタを充電できるようにするステップ。
(b)自動車がモータの電源オン状態に設定されている時点で、スーパーキャパシタを始動モータに電気的に接続し、初期始動のために始動モータに瞬間的なサージ電流を供給するステップ。
(c)自動車の走行中、電気システムに定常状態の電圧を供給するためのバッテリーユニットとスーパーキャパシタの並列構成を維持し、電気システムが過負荷状態にさらされている時点で、スーパーキャパシタを使用して瞬間的なサージ電流を電気システムに供給するステップ。
(d)自動車が走行停止状態に設定されている一時的な時点で、バッテリーユニットをスーパーキャパシタから切断するステップ。
使用者が自動車を運転する準備をしている一時的な時点でのみスーパーキャパシタをバッテリーユニットに電気的に接続する。
また、瞬間的なサージ電流が大きい状態で電源性能が低下したり、バッテリーユニット30が損傷したりすることを防止するために、自動車10は、バッテリーユニット30の代わりに使用されるスーパーキャパシタ(またはウルトラキャパシタと呼ばれる)40をさらに備える。スーパーキャパシタは、エンジン始動時に始動モータ20に瞬間的なサージ電流を供給して、これにより電源性能を改善して、バッテリーの寿命を延ばすことができる。通常、スーパーキャパシタ40は、0.1F(ファラッド)を超える静電容量を有する。さらに、自動車10は、電気システム50を設けて、バッテリーユニット30が、例えば、ヘッドライト、ホーン等及び自動車10の他の部分に電力を供給できるようにする。
これらは、それぞれ以下で説明される。
P1:バッテリーユニット30の出力電圧が定格無負荷電圧V0に等しいときに始動モータ20が作動する前の初期段階である。
P2:始動モータ20が最初に作動され、バッテリーユニット30の出力電圧の急激な電圧降下を引き起こした時の移行点であって、これは、自動車10のロック解除および始動に使用されているときに、リモートコントローラまたはキーのいずれかによってトリガされる。
P3:電圧降下の最低点であって、始動モータ20の最初の始動は、バッテリーユニット30が大きな瞬間的なサージ電流を供給することを必要とするので、始動モータ20の最初の起動によって引き起こされる。
P4:バッテリーユニット30の出力電圧が最低点P3から定格電圧レベルに徐々に戻る移行段階である。
P5:バッテリーユニット30の出力電圧が定格電圧レベルを超えたときに、自動車10が巡航速度で走行していることを示している移行点である。
20 始動モータ
21 モータスイッチ
30 バッテリーユニット
40 スーパーキャパシタ
50 電気システム
100 本発明の装置
110 マイクロコントローラユニット(MCU)
120 動作状態検出ユニット
130 スイッチングユニット
140 電圧ブースター
141 トランジスタベースのスイッチ
142 インダクタ
143 ダイオード
144 コンデンサ
151 第1の電圧感知モジュール
152 第2の電圧感知モジュール
BOOST ブーストイネーブル信号
SW スイッチング制御信号
200 I/O制御ユニット
Claims (4)
- スーパーキャパシタ(40)と連動してバッテリーユニット(30)によって電力が供給される始動モータ(20)を有し、電気システム(50)を備える自動車(10)に使用される装置であって、
(a)当該装置の動作を制御する制御機能を提供するマイクロコントローラユニット(110)と、
(b)自動車(10)の動作状態を検出し、自動車(10)が始動準備完了状態に設定された時点でスーパーキャパシタ接続イネーブル信号を生成し、自動車(10)が走行停止状態に設定された時点でスーパーキャパシタ接続ディスエーブル信号を生成する動作状態検出ユニット(120)と、
(c)バッテリーユニット(30)とスーパーキャパシタ(40)との間で相互接続され、オン/オフ状態が、マイクロコントローラユニット(110)によって制御されるスイッチングユニット(130)と、
(d)バッテリーユニット(30)とスーパーキャパシタ(40)との間に相互接続され、マイクロコントローラユニット(110)によって作動可能であり、バッテリーユニット(30)によるスーパーキャパシタ(40)の充電を仲介する電圧ブースター(140)と、
(e)バッテリーユニット(30)の現在の出力電圧VBを感知するために使用される第1の電圧感知モジュール(151)、及び、スーパーキャパシタ(40)の現在の充電電圧VCを感知する第2の電圧感知モジュール(152)と、
を含み、
バッテリーユニット(30)の現在の出力電圧VBがスーパーキャパシタ(40)の現在の充電電圧VCより大きい場合、マイクロコントローラユニット(110)は、バッテリーユニット(30)を接続して、スーパーキャパシタ(40)を充電し、
バッテリーユニット(30)の現在の出力電圧VBがスーパーキャパシタ(40)の現在の充電電圧VCよりも低い場合、マイクロコントローラユニット(110)は、電圧ブースター(140)を有効にし、バッテリーユニット(30)を接続し、電圧ブースター(140)を介してスーパーキャパシタ(40)を充電し、
マイクロコントローラユニット(110)は、
自動車(10)が始動準備完了状態に設定されている時点で、バッテリーユニット(30)がスーパーキャパシタ(40)を充電するよう、バッテリーユニット(30)をスーパーキャパシタ(40)に接続し、
自動車(10)がモータの電源オン状態に設定されている時点で、初期起動のためにスーパーキャパシタ(40)を始動モータ(20)に接続し、始動モータ(20)に瞬間的なサージ電流を供給し、
自動車(10)の走行中、電気システム(50)に定常状態の電圧を供給するためのバッテリーユニット(30)とスーパーキャパシタ(40)の並列構成を維持し、電気システム(50)が過負荷状態にさらされている時点で、スーパーキャパシタ(40)を使用して瞬間的なサージ電流を電気システム(50)に供給し、
自動車(10)が走行停止状態に設定されている時点で、バッテリーユニット(30)をスーパーキャパシタ(40)から切断することを特徴とする自動車のバッテリーユニットとスーパーキャパシタとの間の電気的接続及び切断を制御する装置。 - 始動準備完了状態は、遠隔制御された自動車のロック解除動作状態であることを特徴とする請求項1に記載の自動車のバッテリーユニットとスーパーキャパシタとの間の電気的接続及び切断を制御する装置。
- 始動準備完了状態は、キーによってトリガされる自動車のロック解除動作状態であることを特徴とする請求項1に記載の自動車のバッテリーユニットとスーパーキャパシタとの間の電気的接続及び切断を制御する装置。
- 始動準備完了状態は、モータが始動し、電圧が降下した動作状態であることを特徴とする請求項1に記載の自動車のバッテリーユニットとスーパーキャパシタとの間の電気的接続及び切断を制御する装置。
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