JPH0925864A - Charging device for vehicle power supply capacitor - Google Patents

Charging device for vehicle power supply capacitor

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JPH0925864A
JPH0925864A JP7173413A JP17341395A JPH0925864A JP H0925864 A JPH0925864 A JP H0925864A JP 7173413 A JP7173413 A JP 7173413A JP 17341395 A JP17341395 A JP 17341395A JP H0925864 A JPH0925864 A JP H0925864A
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JP
Japan
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capacitor
charging
engine
vehicle
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP7173413A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Torahiko Sasaki
虎彦 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH0925864A publication Critical patent/JPH0925864A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce self-discharge during parking of a vehicle by providing a main charging means for charging a capacitor in the specific operating state of an engine before the stop operation of the engine, and a stand-by charging means for charging the capacitor at the rated voltage only for the specified time after detecting the stop operation of the engine. SOLUTION: In an electric circuit of a retarder device with an induction machine functioning as a motor at the time of starting an engine and at the time of accelerating a vehicle, a control device 20 makes the induction machine 3 function as a generator at the time of judging the braking time of the vehicle with a brake depressed. The braking performance of the vehicle is thereby heightened, and mechanical energy is recovered as electric energy to a capacitor 5 and a low pressure battery 9. At the time of ignition off, the idling operation of the engine is maintained, and the induction machine 3 is made function as the generator. A first inverter 4 is controlled to execute charging so that the generated voltage becomes the rated voltage of the capacitor 5, and after the lapse of specified time, the engine is stopped.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両電源用キャパ
シタの充電装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging device for a vehicle power supply capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、機関クランクシャフトと変速機と
の間にかご型多相誘導機を配置し、車両制動時にこの誘
導機を発電機として機能させて、機械的エネルギを電気
エネルギとして回収し、機関始動時及び車両加速時にこ
の電気エネルギを利用して誘導機を電動機関として機能
させ、スタータ及び加速アシスト装置として使用するリ
ターダ装置が提案されている。前述の誘導機は、機関始
動時及び車両加速時に直接クランクシャフトを回転させ
るために、高トルクを発生するものでなけばならず、高
電圧駆動誘導機が使用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a cage-type multiphase induction machine is arranged between an engine crankshaft and a transmission, and this induction machine functions as a generator during vehicle braking to recover mechanical energy as electric energy. A retarder device has been proposed which uses this electric energy at the time of engine start and vehicle acceleration to cause an induction machine to function as an electric engine and to be used as a starter and an acceleration assist device. The above-mentioned induction machine must generate a high torque in order to directly rotate the crankshaft at the time of starting the engine and accelerating the vehicle, and a high-voltage drive induction machine is used.

【0003】それにより、このようなリターダ装置にお
いて、通常、高電圧蓄電池が電気エネルギを蓄えるため
に使用されるが、特開平5−260609号公報には、
これに代えてキャパシタを使用することにより、軽量化
を図ると共に電気エネルギの利用効率を高めることが開
示されている。
As a result, in such a retarder device, a high-voltage storage battery is usually used to store electric energy.
Instead of this, it is disclosed that a capacitor is used to reduce the weight and improve the utilization efficiency of electric energy.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、キャパシタは、車両駐車に際して、走行車両の最後
の制動によって必ず充電される。しかしながら、この充
電後のキャパシタ電圧が十分に高くても、車両駐車期間
が一日程度で大きな自己放電が起こる可能性があり、こ
の時には、機関始動時において誘導機をスタータとして
機能させることができない。
In the above-mentioned prior art, the capacitor is always charged by the last braking of the traveling vehicle when the vehicle is parked. However, even if the capacitor voltage after charging is sufficiently high, a large self-discharge may occur in a vehicle parking period of about one day, and at this time, the induction machine cannot function as a starter at engine startup. .

【0005】従って、本発明の目的は、車両電源用キャ
パシタの車両駐車中における自己放電を低減することが
可能な車両電源用キャパシタの充電装置を提供すること
である。
Therefore, an object of the present invention is to provide a charging device for a vehicle power supply capacitor, which can reduce self-discharge of the vehicle power supply capacitor while the vehicle is parked.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
による車両電源用キャパシタの充電装置は、少なくとも
機関停止操作以前の特定機関運転状態においてキャパシ
タを充電する主充電手段と、車両駐車に際しての機関停
止操作を検出する機関停止操作検出手段と、前記機関停
止操作検出手段により機関停止操作が検出された後に所
定時間の間だけ前記キャパシタをその定格電圧で充電す
る予備充電手段、とを具備することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a charging device for a capacitor for a vehicle power supply according to the present invention. Mainly charging means for charging the capacitor at least in a specific engine operating state before an engine stop operation, and when parking a vehicle. An engine stop operation detecting means for detecting the engine stop operation, and a preliminary charging means for charging the capacitor with the rated voltage only for a predetermined time after the engine stop operation detecting means detects the engine stop operation. It is characterized by doing.

【0007】この車両用キャパシタの充電装置の作用を
説明すると、車両駐車に際して、機関停止操作以前に主
充電手段がキャパシタを充電し、機関停止操作検出手段
により機関停止操作が検出された後に、予備充電手段
が、所定時間の間だけキャパシタをその定格電圧で充電
するために、機関停止操作が検出された時点でキャパシ
タの充電が不十分であってもそれを満充電状態に近づけ
ることができる。
The operation of the vehicle capacitor charging device will be described. When the vehicle is parked, the main charging means charges the capacitor before the engine stop operation, and after the engine stop operation detecting means detects the engine stop operation, the reserve operation is performed. Since the charging means charges the capacitor at its rated voltage only for a predetermined time, it is possible to bring the capacitor close to the fully charged state even if the capacitor is not sufficiently charged when the engine stop operation is detected.

【0008】また、請求項2に記載の本発明による車両
用キャパシタの充電装置は、請求項1に記載の車両電源
用キャパシタの充電装置において、前記機関停止操作検
出手段により機関停止操作が検出された時の前記キャパ
シタの第1電圧値及びその時から設定時間経過後の第2
電圧値を測定するキャパシタ電圧測定手段と、前記第1
電圧値及び第2電圧値に基づき決定される電圧降下程度
を算出する算出手段と、前記算出手段により算出される
前記電圧降下程度が所定値以下である時には前記予備充
電手段による前記キャパシタの充電を中止する充電中止
手段、とをさらに具備することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a charging device for a vehicle capacitor according to the present invention, wherein the engine stopping operation detecting means detects an engine stopping operation in the vehicle power source charging device according to the first aspect. The first voltage value of the capacitor at the time of
Capacitor voltage measuring means for measuring a voltage value, and the first
Calculating means for calculating a voltage drop degree determined based on the voltage value and the second voltage value; and when the voltage drop degree calculated by the calculating means is less than or equal to a predetermined value, the preliminary charging means charges the capacitor. And a charging stopping means for stopping the charging.

【0009】この車両用キャパシタの充電装置の作用を
説明すると、請求項1に記載の車両電源用キャパシタの
充電装置において、キャパシタ電圧測定手段により測定
される機関停止操作時のキャパシタの第1電圧値及びそ
の後の設定時間経過後の第2電圧値に基づき、算出手段
が電圧降下程度を算出し、充電中止手段が、この電圧降
下程度が所定値以下である時には、機関停止操作が検出
された時点でキャパシタが満充電状態であるとして予備
充電手段によるキャパシタの充電を中止する。
The operation of this vehicle capacitor charging device will be described. In the vehicle power source capacitor charging device according to claim 1, the first voltage value of the capacitor during engine stop operation measured by the capacitor voltage measuring means. And the second voltage value after the lapse of a set time thereafter, the calculating means calculates the voltage drop degree, and the charging stopping means detects the engine stop operation when the voltage drop degree is less than or equal to a predetermined value. Then, it is determined that the capacitor is fully charged, and the charging of the capacitor by the preliminary charging means is stopped.

【0010】また、請求項3に記載の本発明による車両
用キャパシタの充電装置は、請求項1又は2に記載の車
両用キャパシタの充電装置において、前記予備充電手段
は、少なくとも前記所定時間の間だけ機関を運転する機
関運転手段と、前記機関運転手段により運転される機関
によって駆動されて前記キャパシタを充電する発電機と
を有することを特徴とする。
A vehicle capacitor charging apparatus according to a third aspect of the present invention is the vehicle capacitor charging apparatus according to the first or second aspect, wherein the preliminary charging means is at least for the predetermined time. It has an engine operating means for operating the engine only, and a generator driven by the engine operated by the engine operating means to charge the capacitor.

【0011】また、請求項4に記載の本発明による車両
用キャパシタの充電装置は、請求項1又は2に記載の車
両用キャパシタの充電装置において、前記予備充電手段
は、少なくとも前記所定時間の間だけ前記キャパシタを
充電する蓄電池を有することを特徴とする。
A vehicle capacitor charging apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the vehicle capacitor charging apparatus according to the first or second aspect, wherein the preliminary charging means is at least for the predetermined time. It has a storage battery for charging the capacitor only.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、本発明による車両用キャ
パシタの充電装置を含むリターダ装置の構成を示す概略
図である。1は内燃機関、2は変速器であり、内燃機関
1と変速器2との間にはかご型多相誘導機3が配置され
ている。この誘導機3は、その回転軸3fの一端部が機
関クランクシャフトに、また他端部が変速器2へそれぞ
れ直結されている。回転軸3fの回りに配置されるロー
タ鉄心3aには、かご型巻線3bが装着され、またステ
ータ鉄心3cには、低圧巻線3d及び高圧巻線3eが装
着されている。
1 is a schematic diagram showing the configuration of a retarder device including a vehicle capacitor charging device according to the present invention. Reference numeral 1 is an internal combustion engine, 2 is a transmission, and a cage-type multiphase induction machine 3 is arranged between the internal combustion engine 1 and the transmission 2. In this induction machine 3, one end of a rotary shaft 3f is directly connected to the engine crankshaft, and the other end is directly connected to the transmission 2. The rotor core 3a arranged around the rotary shaft 3f is equipped with a cage winding 3b, and the stator core 3c is equipped with a low voltage winding 3d and a high voltage winding 3e.

【0013】図2は、このリターダ装置の電気回路の概
略図である。同図に示すように、誘導機3の高圧巻線3
eは、第1インバータ4を介して、キャパシタ5とそれ
に並列に配置された抵抗器6及びその通電を制御するチ
ョッパ7へ電気的に接続され、また、低圧巻線3dは、
第2インバータ8を介して直流の低圧バッテリ9へ電気
的に接続されている。第2インバータ8と低圧バッテリ
9との間には、コンタクタ10が設けられている。この
低圧バッテリ9は、車両の電装品へ電気を供給するため
のものである。
FIG. 2 is a schematic diagram of an electric circuit of this retarder device. As shown in the figure, the high-voltage winding 3 of the induction machine 3
e is electrically connected via the first inverter 4 to the capacitor 5, the resistor 6 arranged in parallel with the capacitor 5 and the chopper 7 for controlling the energization thereof, and the low voltage winding 3d is
It is electrically connected to a DC low voltage battery 9 via the second inverter 8. A contactor 10 is provided between the second inverter 8 and the low voltage battery 9. The low voltage battery 9 is for supplying electricity to electric components of the vehicle.

【0014】第2インバータ8は、トランジスタ及びダ
イオードから成り、充電側に制御される時に低圧巻線3
dで発生した交流電流を直流電流に変換して低圧バッテ
リ9へ充電することを可能にすると共に、逆に放電側に
制御される時に低圧バッテリ9の電圧を低圧巻線3dへ
印加することを可能にするものである。第1インバータ
4も同様なものであるが、さらに高圧巻線3eに印加す
る電圧及び周波数を変化させて発生する磁束及び誘導機
トルクを変化させることができるものである。
The second inverter 8 is composed of a transistor and a diode, and when controlled to the charging side, the low voltage winding 3
It is possible to convert the alternating current generated in d into a direct current to charge the low voltage battery 9, and conversely to apply the voltage of the low voltage battery 9 to the low voltage winding 3d when controlled to the discharge side. It makes it possible. The first inverter 4 is also similar, but can change the voltage and frequency applied to the high voltage winding 3e to change the generated magnetic flux and the induction machine torque.

【0015】制御装置20は、第1及び第2インバータ
4,8、チョッパ7、コンタクタ10を制御するための
ものであり、キャパシタ5の電圧Vh及び電流I1、低
圧バッテリ9の電圧Vl、高圧巻線3eの電流I2、誘
導機3のロータ回転数すなわち機関回転数N、変速器2
のギヤ比i、内燃機関1の点火信号S1、及び車両にお
けるアクセル開度θ、ブレーキ油圧p、イグニッション
オン信号S2、スタータオン信号S3、車速v、及びブ
レーキスイッチ信号S4等が入力される。
The controller 20 is for controlling the first and second inverters 4, 8, the chopper 7, and the contactor 10, and has a voltage Vh and a current I1 of the capacitor 5, a voltage Vl of the low voltage battery 9, and a high voltage winding. Current I2 of line 3e, rotor speed of induction machine 3, that is, engine speed N, transmission 2
The gear ratio i, the ignition signal S1 of the internal combustion engine 1, the accelerator opening θ in the vehicle, the brake oil pressure p, the ignition on signal S2, the starter on signal S3, the vehicle speed v, the brake switch signal S4 and the like are input.

【0016】制御装置20は、スタータオン信号S3が
入力されたことに基づき機関始動時であると判断して、
負荷を低減するためにコンタクタ10をオフし、高圧巻
線3eに発生する磁束φが最大となり、機関回転数Nに
応じた最適トルクTが発生するように第1インバータ4
を制御して、キャパシタ5に充電された電気エネルギを
使用して誘導機3を電動機として機能させ、スタータと
して使用するようになっている。また、アクセル開度θ
の変化量に基づき車両加速時であると判断した時には、
車速v、ギヤ比i、及び機関回転数N等に基づき最適ト
ルクが発生するように第1インバータ4を制御して、こ
の時にも誘導機3は電動機として機能させ、加速アシス
トを行うようになっている。
The controller 20 judges that the engine is starting based on the input of the starter-on signal S3,
In order to reduce the load, the contactor 10 is turned off, the magnetic flux φ generated in the high voltage winding 3e is maximized, and the optimum torque T corresponding to the engine speed N is generated so that the first inverter 4 is generated.
Is controlled to use the electric energy charged in the capacitor 5 to cause the induction machine 3 to function as an electric motor and to be used as a starter. Also, the accelerator opening θ
When it is determined that the vehicle is accelerating based on the change amount of
The first inverter 4 is controlled so that the optimum torque is generated based on the vehicle speed v, the gear ratio i, the engine speed N, etc., and the induction machine 3 also functions as an electric motor at this time to perform acceleration assist. ing.

【0017】また、ブレーキスイッチ信号S4が入力さ
れたことに基づきブレーキが踏み込まれた車両制動時で
あると判断した時には、誘導機3を発電機として機能さ
せ、車両の制動性能を高めると共に、従来ブレーキ熱と
して排出されていた機械的エネルギをキャパシタ5及び
低圧バッテリ9へ電気エネルギとして回収するようにな
っている。この場合において、車速vが比較的速い時に
は、低圧巻線3dにより発生する電圧が電装品の許容電
圧Veを越える可能性があり、低圧バッテリ9への充電
を中止するために、コンタクタ10はオフされ、最大の
制動力を得るために誘導機3の高圧巻線3eに発生する
磁束φが最大となり、ブレーキ油圧p及び変速機2のギ
ヤ比iを基に誘導機3に最適トルクTを発生させるよう
に第1インバータ4を制御し、さらに、キャパシタ5の
過充電を防止するために、余剰電流を抵抗器6の発熱に
より排出させるべく、キャパシタ5の電圧Vhを基にチ
ョッパ7を制御するようになっている。
Further, when it is determined that the vehicle is being braked with the brake being depressed based on the input of the brake switch signal S4, the induction machine 3 is caused to function as a generator to enhance the braking performance of the vehicle, and The mechanical energy discharged as brake heat is recovered as electric energy in the capacitor 5 and the low voltage battery 9. In this case, when the vehicle speed v is relatively high, the voltage generated by the low-voltage winding 3d may exceed the allowable voltage Ve of the electric component, and the contactor 10 is turned off to stop charging the low-voltage battery 9. The magnetic flux φ generated in the high-voltage winding 3e of the induction machine 3 is maximized to obtain the maximum braking force, and the optimum torque T is generated in the induction machine 3 based on the brake oil pressure p and the gear ratio i of the transmission 2. In order to prevent the capacitor 5 from being overcharged, the chopper 7 is controlled based on the voltage Vh of the capacitor 5 in order to discharge the excess current by the heat generation of the resistor 6. It is like this.

【0018】一方、車速vが遅くなった時には、低圧バ
ッテリ9への充電も可能となるために、コンタクタ10
はオンされ、この充電電流が電装品の許容電圧未満の所
定電圧Veとなるように機関回転数Nを考慮して定めら
れた高圧巻線3eにより発生する磁束φが実現され、誘
導機3に最適トルクTを発生させるように第1インバー
タ4が制御される。
On the other hand, when the vehicle speed v becomes slow, the low-voltage battery 9 can be charged, so that the contactor 10 can be charged.
Is turned on, and the magnetic flux φ generated by the high-voltage winding 3e determined in consideration of the engine speed N so that the charging current becomes a predetermined voltage Ve lower than the allowable voltage of the electrical equipment is realized, and the induction machine 3 The first inverter 4 is controlled so as to generate the optimum torque T.

【0019】制御装置20は、このような一般的なキャ
パシタ5の充放電に加えて、図3に示す第1フローチャ
ートによる充電も実行するようになっている。まず、ス
テップ101において、イグニッションオン信号S2が
入力されているか否かが判断され、この判断が肯定され
る時にはそのまま終了するが、否定される時には、イグ
ニッションがオフされた時であり、機関停止ステップ1
02に進み、運転者が車両駐車を意図する時であるが、
機関アイドル運転を維持し、誘導機3を発電機として機
能させ、その発生電圧がキャパシタ5の定格電圧となる
ように第1インバータ4を制御して充電を実行する。
The control device 20 is configured to execute charging according to the first flow chart shown in FIG. 3 in addition to the charging / discharging of such a general capacitor 5. First, in step 101, it is judged whether or not the ignition on signal S2 is inputted, and when this judgment is affirmative, the processing is ended as it is, but when it is denied, it is when the ignition is turned off and the engine stopping step is executed. 1
02, when the driver intends to park the vehicle,
The engine idle operation is maintained, the induction machine 3 is made to function as a generator, and the first inverter 4 is controlled so that the generated voltage becomes the rated voltage of the capacitor 5 to execute charging.

【0020】次に、ステップ103に進み、ステップ1
02の充電が開始されてからの経過時間tが所定時間t
0(例えば、数分間)に達しているか否かが判断され、
この判断が肯定されるまでステップ102の充電が実行
される。一方、前述の経過時間tが所定時間t0となれ
ば、ステップ104に進み、機関を停止させ、それに伴
い誘導機3によるキャパシタ5の充電も終了する。この
ように、制御装置20は、イグニッションオフ、すなわ
ち機関停止操作後に、所定時間の間だけ定格電圧でのキ
ャパシタ5の充電を行うようになっている。
Next, the process proceeds to step 103 and step 1
The elapsed time t from the start of charging 02 is a predetermined time t
It is judged whether it has reached 0 (for example, several minutes),
The charging in step 102 is executed until this determination is affirmed. On the other hand, when the elapsed time t reaches the predetermined time t0, the routine proceeds to step 104, the engine is stopped, and the charging of the capacitor 5 by the induction machine 3 is also ended accordingly. As described above, the control device 20 is configured to charge the capacitor 5 at the rated voltage only for a predetermined time after the ignition is turned off, that is, after the engine stop operation.

【0021】キャパシタ5は、その等価回路図である図
4に示すように、端子間の抵抗Rと、多数の直列に配置
された微小なコンデンサcnと抵抗rnの組み合わせと
が、並列に配置されたようになっている。これらの各抵
抗rnの抵抗値は微視的には異なり、それによって、キ
ャパシタ5の充電時には小さな抵抗値を有する抵抗rn
に直列配置された微小コンデンサcnから順に充電され
る。
As shown in FIG. 4 which is an equivalent circuit diagram of the capacitor 5, a resistor R between terminals and a combination of a large number of minute capacitors cn and resistors rn arranged in series are arranged in parallel. It seems to be. The resistance value of each of these resistances rn is microscopically different, whereby the resistance rn having a small resistance value when the capacitor 5 is charged.
The micro capacitors cn arranged in series are sequentially charged.

【0022】このようなキャパシタ5に対して、前述し
たように、車両駐車に際しては、最後の車両制動によっ
て充電されて、その後この電気エネルギは誘導機3によ
って使用されることはない。しかしながら、この充電に
よって、キャパシタ5の電圧がその定格電圧となってい
ても、微小なコンデンサcnの全てが十分に充電されて
いないことがあり、その状態で放置すると、キャパシタ
5の自己放電特性を示す図5に点線で表すように、十分
に充電された微小コンデンサから十分に充電されていな
い微小コンデンサへの自己放電が発生して、一日程度の
車両駐車でもキャパシタ5の電圧はかなり低下して次回
の機関始動時に誘導機3をスタータとして機能させるこ
とができないことがあるが、本実施態様により、車両駐
車に際して機関停止操作後に所定時間の間だけ定格電圧
でのキャパシタ5の充電が実行されるために、キャパシ
タ5を構成する微小コンデンサのほぼ全てが十分に充電
され、図5に実線で表すように、次回の機関始動時にお
ける自己放電による電圧降下をかなり抑制することがで
きる。
As described above, the capacitor 5 is charged by the final vehicle braking when the vehicle is parked, and the electric energy is not used by the induction machine 3 thereafter. However, due to this charging, even if the voltage of the capacitor 5 is at its rated voltage, all of the minute capacitors cn may not be sufficiently charged. If left in that state, the self-discharge characteristics of the capacitor 5 may be reduced. As shown by the dotted line in FIG. 5 shown in FIG. 5, self-discharge occurs from a fully charged microcapacitor to an undercharged microcapacitor, and the voltage of the capacitor 5 drops considerably even when the vehicle is parked for about a day. However, the induction machine 3 may not be able to function as a starter at the next engine start. However, according to the present embodiment, the capacitor 5 is charged at the rated voltage only for a predetermined time after the engine stop operation when the vehicle is parked. For this reason, almost all of the minute capacitors forming the capacitor 5 are sufficiently charged, and as shown by the solid line in FIG. It is possible to considerably suppress the voltage drop due to self discharge during.

【0023】図6は、図3の第1フローチャートに代え
て制御装置20によって実行される第2フローチャート
である。まず、ステップ201において、イグニッショ
ンオン信号S2が入力されているか否かが判断され、こ
の判断が肯定される時にはそのまま終了するが、否定さ
れる時には、ステップ202に進み、運転者が車両駐車
を意図する時であり機関を停止させ、ステップ203に
おいてキャパシタ5の現在の第1電圧V1を測定する。
FIG. 6 is a second flowchart executed by the control device 20 in place of the first flowchart of FIG. First, in step 201, it is determined whether or not the ignition-on signal S2 is input, and when the determination is affirmative, the process ends, but when the determination is negative, the process proceeds to step 202 and the driver intends to park the vehicle. Then, the engine is stopped, and in step 203, the current first voltage V1 of the capacitor 5 is measured.

【0024】次に、ステップ204において、第1電圧
V1が測定されてから設定時間経過後(例えば1時間)
のキャパシタ5の第2電圧V2を測定し、ステップ20
5において、第1電圧V1及び第2電圧V2に基づき電
圧降下度D(=1−V2/V1)を算出し、ステップ2
06において、この電圧降下度Dが所定値D0より大き
いか否かが判断され、この判断が否定される時には、機
関停止操作時において、キャパシタ5は、図5の実線で
表された十分な充電が行われており、過充電を防止する
ために、さらなる充電は行われずそのまま終了する。
Next, in step 204, after a lapse of a set time from the measurement of the first voltage V1 (for example, 1 hour)
Measuring the second voltage V2 of the capacitor 5 of
5, the voltage drop degree D (= 1−V2 / V1) is calculated based on the first voltage V1 and the second voltage V2, and step 2
At 06, it is judged whether or not the voltage drop degree D is larger than the predetermined value D0. When this judgment is denied, the capacitor 5 is sufficiently charged during the engine stop operation as shown by the solid line in FIG. In order to prevent overcharging, further charging is not performed and the processing ends.

【0025】一方、ステップ206における判断が肯定
される時には、機関停止操作時において、キャパシタ5
には十分な充電が行われておらず、ステップ207に進
み、誘導機3の低圧巻線3dと高圧巻線3eとがトラン
スのように構成されているために、第1インバータ4が
充電側に、また第2インバータ8が放電側とされ、低圧
バッテリ9からキャパシタ5への定格電圧での充電が開
始され、ステップ208においてこの充電開始からの経
過時間tが所定時間t0に達したか否かが判断され、こ
の判断が肯定されるまでステップ207の充電が継続さ
れ、その後、ステップ209において低圧バッテリ9か
らの充電が終了される。
On the other hand, when the determination in step 206 is affirmative, the capacitor 5 is turned off when the engine is stopped.
Is not sufficiently charged, the process proceeds to step 207, and since the low voltage winding 3d and the high voltage winding 3e of the induction machine 3 are configured like a transformer, the first inverter 4 is charged on the charging side. In addition, the second inverter 8 is set to the discharging side, charging of the low-voltage battery 9 to the capacitor 5 at the rated voltage is started, and whether the elapsed time t from the start of charging reaches the predetermined time t0 in step 208. It is determined whether or not, and the charging in step 207 is continued until this determination is affirmed, and thereafter, the charging from the low voltage battery 9 is terminated in step 209.

【0026】このように、機関停止操作時にキャパシタ
5の充電が不十分である時にだけキャパシタ5のさらな
る充電を実行することで、キャパシタ5の過充電を防止
して車両駐車中のキャパシタ5の自己放電による電圧降
下を抑制することが可能となる。このようなキャパシタ
5の充電、言わば予備充電では、機関停止操作以前の主
充電によって少なくともある程度のキャパシタの充電が
行われているために、電流はほとんど流れず、低圧バッ
テリ9の電力の損失は非常に小さいものである。
As described above, by performing the further charging of the capacitor 5 only when the charging of the capacitor 5 is insufficient during the engine stop operation, the overcharging of the capacitor 5 is prevented and the self charging of the capacitor 5 during vehicle parking is prevented. It is possible to suppress the voltage drop due to discharge. In such charging of the capacitor 5, so-called pre-charging, at least a certain amount of charging of the capacitor is performed by the main charging before the engine stop operation, so that almost no current flows and the power loss of the low voltage battery 9 is extremely low. It is a small one.

【0027】図7は、図3の第1フローチャートの変更
例であり、キャパシタの予備充電手段として誘導機3を
使用する代わりに低圧バッテリ9を使用するものであ
り、車両停止操作時に機関を停止させて、所定時間の間
だけ低圧バッテリ9でキャパシタ5を充電するようにな
っている。また、図8は、図6の第2フローチャートの
変更例であり、キャパシタの予備充電手段として低圧バ
ッテリ9を使用する代わりに誘導機3を使用するもので
あり、機関停止操作時に機関を停止させて、キャパシタ
5の電圧降下度を算出し、これがキャパシタの充電不良
を示す場合には、再び機関を運転させて誘導機3により
キャパシタ5を充電するようになっている。
FIG. 7 is a modification of the first flowchart of FIG. 3, in which the low voltage battery 9 is used instead of using the induction machine 3 as the precharging means for the capacitor, and the engine is stopped when the vehicle is stopped. Thus, the low voltage battery 9 charges the capacitor 5 only for a predetermined time. FIG. 8 is a modification of the second flowchart of FIG. 6, in which the induction machine 3 is used instead of using the low voltage battery 9 as the pre-charging means for the capacitor, and the engine is stopped during the engine stop operation. Then, the voltage drop degree of the capacitor 5 is calculated, and when this indicates a charging failure of the capacitor, the engine is operated again and the capacitor 5 is charged by the induction machine 3.

【0028】前述した実施態様では、誘導機3が、低圧
バッテリ9の充電も行うために、二種類の巻線を有して
おり、それにより、前述の低圧バッテリからのキャパシ
タの予備充電において、この二種類の巻線をトランスの
ように機能させたが、低圧バッテリ9を通常のようにオ
ルタネータで充電するものにおいては、この予備充電に
は、キャパシタ5と低圧バッテリ9を接続するためのD
C−DCコンバータが必要となる。また、キャパシタ5
は、機関始動時において、誘導機をスタータとして機能
させるものとして説明したが、これは本発明を限定する
ものではなく、例えば、機関始動時において触媒早期暖
機を意図して配置された電気加熱式触媒コンバータへの
通電にも利用可能である。さらに、キャパシタの予備充
電に、リターダ装置の誘導機3又は車両電装品用の低圧
バッテリ9を流用したが、もちろん、それ専用に機関に
より駆動される発電機又はバッテリを設けてもよい。
In the embodiment described above, the induction machine 3 has two types of windings in order to also charge the low-voltage battery 9, so that in the pre-charging of the capacitor from the low-voltage battery described above, Although these two kinds of windings are made to function like a transformer, in the case where the low voltage battery 9 is charged by an alternator as usual, the D for connecting the capacitor 5 and the low voltage battery 9 is used for this preliminary charging.
A C-DC converter is required. In addition, the capacitor 5
Have described that the induction machine functions as a starter at the time of engine startup, but this does not limit the present invention. It can also be used to energize a catalytic converter. Further, although the induction machine 3 of the retarder device or the low voltage battery 9 for vehicle electrical components is used for precharging the capacitor, of course, a generator or a battery driven by an engine may be provided for that purpose.

【0029】[0029]

【発明の効果】このように、請求項1に記載の本発明に
よる車両電源用キャパシタの充電装置によれば、車両駐
車に際して、機関停止操作以前に主充電手段がキャパシ
タを充電し、機関停止操作検出手段により機関停止操作
が検出された後に、予備充電手段が、所定時間の間だけ
キャパシタをその定格電圧で充電するために、機関停止
操作が検出された時点でキャパシタの充電が不十分であ
ってもそれを満充電状態に近づけることができ、車両駐
車中において、キャパシタの微小なコンデンサの間で電
荷が移動する自己放電量が少なくなり、次回の機関始動
時におけるキャパシタの電圧降下量をかなり抑制するこ
とができる。また、この自己放電は、エネルギ損失が大
きく発熱を伴うために、これを低減することでキャパシ
タの耐久性を向上させることができる。
As described above, according to the charging device for a capacitor for a vehicle power supply according to the present invention as set forth in claim 1, the main charging means charges the capacitor before the engine is stopped and the engine is stopped when the vehicle is parked. After the engine stopping operation is detected by the detecting means, the pre-charging means charges the capacitor at its rated voltage only for a predetermined time, so that the capacitor is not sufficiently charged at the time when the engine stopping operation is detected. However, it is possible to bring it closer to the fully charged state, and the amount of self-discharge that charges move between minute capacitors of the capacitors decreases while the vehicle is parked, and the amount of voltage drop of the capacitors at the next engine start is considerably reduced. Can be suppressed. Further, this self-discharge has a large energy loss and is accompanied by heat generation. Therefore, by reducing it, the durability of the capacitor can be improved.

【0030】また、請求項2に記載の本発明による車両
用キャパシタの充電装置によれば、請求項1に記載の車
両電源用キャパシタの充電装置において、キャパシタ電
圧測定手段により測定される機関停止操作時のキャパシ
タの第1電圧値及びその後の設定時間経過後の第2電圧
値に基づき、算出手段が電圧降下程度を算出し、充電中
止手段が、この電圧降下程度が所定値以下である時に
は、機関停止操作が検出された時点でキャパシタが満充
電状態であるとして予備充電手段によるキャパシタの充
電を中止するために、キャパシタの過充電が防止される
と共に、予備充電手段による無駄なエネルギ損失を防止
すことができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a vehicle capacitor charging apparatus according to the present invention. In the vehicle power source capacitor charging apparatus according to the first aspect, the engine stop operation measured by the capacitor voltage measuring means is performed. Based on the first voltage value of the capacitor at the time and the second voltage value after the lapse of the set time thereafter, the calculating means calculates the voltage drop degree, and the charging stopping means, when the voltage drop degree is less than or equal to the predetermined value, When the engine stop operation is detected, it is determined that the capacitor is in a fully charged state, and the charging of the capacitor by the precharging means is stopped. Therefore, overcharging of the capacitor is prevented and unnecessary energy loss by the precharging means is prevented. You can

【0031】また、請求項3に記載の本発明による車両
用キャパシタの充電装置によれば、請求項1又は2に記
載の車両用キャパシタの充電装置において、予備充電手
段は、少なくとも所定時間の間だけ機関を運転する機関
運転手段と、機関運転手段により運転される機関によっ
て駆動されてキャパシタを充電する発電機とを有するた
めに、主充電手段としてこの発電機を使用することも可
能である。
According to the vehicle capacitor charging device of the present invention as defined in claim 3, in the vehicle capacitor charging device of claim 1 or 2, the pre-charging means is at least for a predetermined time. It is also possible to use this generator as the main charging means, since it has an engine operating means for operating the engine only and a generator driven by the engine operated by the engine operating means to charge the capacitor.

【0032】また、請求項4に記載の本発明による車両
用キャパシタの充電装置によれば、請求項1又は2に記
載の車両用キャパシタの充電装置において、予備充電手
段は、少なくとも所定時間の間だけキャパシタを充電す
る蓄電池を有するために、機関停止操作後に機関を運転
する必要はない。
According to the vehicle capacitor charging device of the present invention as defined in claim 4, in the vehicle capacitor charging device of claim 1 or 2, the pre-charging means is at least for a predetermined time. Since it has a storage battery that only charges the capacitor, it is not necessary to operate the engine after the engine stop operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による車両用キャパシタの充電装置を含
むリターダ装置の概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a retarder device including a vehicle capacitor charging device according to the present invention.

【図2】図1のリターダ装置の電気回路の概略図であ
る。
2 is a schematic diagram of an electric circuit of the retarder device of FIG. 1. FIG.

【図3】制御装置により実行されるキャパシタ充電のた
めの第1フローチャートである。
FIG. 3 is a first flow chart for capacitor charging performed by the controller.

【図4】キャパシタの等価回路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a capacitor.

【図5】キャパシタの自己放電特性を示すグラフであ
る。
FIG. 5 is a graph showing a self-discharge characteristic of a capacitor.

【図6】制御装置により実行されるキャパシタ充電のた
めの第2フローチャートである。
FIG. 6 is a second flow chart for capacitor charging performed by the controller.

【図7】制御装置により実行されるキャパシタ充電のた
めの第3フローチャートである。
FIG. 7 is a third flowchart for capacitor charging performed by the controller.

【図8】制御装置により実行されるキャパシタ充電のた
めの第4フローチャートである。
FIG. 8 is a fourth flowchart for capacitor charging executed by the control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関 2…変速機 3…かご型多相誘導機 3d…低圧巻線 3e…高圧巻線 3f…回転軸 4…第1インバータ 5…キャパシタ 8…第2インバータ 9…低圧バッテリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Transmission 3 ... Cage type multi-phase induction machine 3d ... Low voltage winding 3e ... High voltage winding 3f ... Rotating shaft 4 ... 1st inverter 5 ... Capacitor 8 ... 2nd inverter 9 ... Low voltage battery

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも機関停止操作以前の特定機関
運転状態においてキャパシタを充電する主充電手段と、
車両駐車に際しての機関停止操作を検出する機関停止操
作検出手段と、前記機関停止操作検出手段により機関停
止操作が検出された後に所定時間の間だけ前記キャパシ
タをその定格電圧で充電する予備充電手段、とを具備す
ることを特徴とする車両電源用キャパシタの充電装置。
1. Main charging means for charging a capacitor at least in a specific engine operating state before an engine stop operation,
An engine stop operation detecting means for detecting an engine stop operation when the vehicle is parked, and a pre-charging means for charging the capacitor at its rated voltage only for a predetermined time after the engine stop operation is detected by the engine stop operation detecting means, A charging device for a capacitor for a vehicle power supply, comprising:
【請求項2】 前記機関停止操作検出手段により機関停
止操作が検出された時の前記キャパシタの第1電圧値及
びその時から設定時間経過後の第2電圧値を測定するキ
ャパシタ電圧測定手段と、前記第1電圧値及び第2電圧
値に基づき決定される電圧降下程度を算出する算出手段
と、前記算出手段により算出される前記電圧降下程度が
所定値以下である時には前記予備充電手段による前記キ
ャパシタの充電を中止する充電中止手段、とをさらに具
備することを特徴とする請求項1に記載の車両電源用キ
ャパシタの充電装置。
2. A capacitor voltage measuring means for measuring a first voltage value of the capacitor when an engine stop operation is detected by the engine stop operation detecting means and a second voltage value after a lapse of a set time from that time, and Calculating means for calculating a voltage drop degree determined based on the first voltage value and the second voltage value; and when the voltage drop degree calculated by the calculating means is a predetermined value or less, The charging device for a vehicle power supply capacitor according to claim 1, further comprising: a charging stopping unit that stops charging.
【請求項3】 前記予備充電手段は、少なくとも前記所
定時間の間だけ機関を運転する機関運転手段と、前記機
関運転手段により運転される機関によって駆動されて前
記キャパシタを充電する発電機とを有することを特徴と
する請求項1又は2に記載の車両用キャパシタの充電装
置。
3. The pre-charging means has an engine operating means for operating the engine at least for the predetermined time, and a generator driven by the engine operated by the engine operating means to charge the capacitor. The charging device for a vehicle capacitor according to claim 1 or 2, characterized in that.
【請求項4】 前記予備充電手段は、少なくとも前記所
定時間の間だけ前記キャパシタを充電する蓄電池を有す
ることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用キャ
パシタの充電装置。
4. The charging device for a vehicle capacitor according to claim 1, wherein the preliminary charging means has a storage battery that charges the capacitor at least for the predetermined time.
JP7173413A 1995-07-10 1995-07-10 Charging device for vehicle power supply capacitor Pending JPH0925864A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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