WO2015194327A1 - 車両の電源装置 - Google Patents

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広幸 鈴浦
和良 高田
横山 亘
典尚 榊原
服部 達哉
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株式会社豊田自動織機
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D29/02Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Definitions

  • This invention relates to a power supply device for a vehicle.
  • a power supply device including a capacitor in addition to a normal auxiliary battery has become widespread.
  • a DC / DC converter is provided between an alternator, an auxiliary battery, or the like and a capacitor in order to adjust the voltage.
  • Patent Document 1 describes that the lower limit voltage of a capacitor is changed according to the internal resistance of the capacitor.
  • Patent Document 1 evaluates the degree of deterioration based on the internal resistance of the capacitor, but does not describe other specific evaluation criteria.
  • the present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle power supply device that can appropriately control an idling stop in accordance with the degree of deterioration of a capacitor.
  • a power supply device for a vehicle includes a secondary battery, an auxiliary device and a DC / DC converter connected in parallel to the secondary battery, and a DC / DC converter for the secondary battery and the auxiliary device.
  • the DC / DC converter includes capacitance measuring means for measuring the capacitance of the capacitor, and the power supply device uses a starter according to the capacitance of the capacitor. The control reference value related to the idling stop of the internal combustion engine that is started is changed.
  • control reference value related to idling stop is changed according to the capacitance of the capacitor.
  • the idling stop can be appropriately controlled according to the degree of deterioration of the capacitor.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration including a power supply device 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the power supply device 1 is a power supply device for a vehicle and supplies power to a load mounted on the vehicle.
  • the load is, for example, the auxiliary machine 2.
  • the power supply device 1 includes an alternator 3, an auxiliary battery 4, a capacitor 5, a DC / DC converter 6, and a starter 7.
  • the alternator 3 functions as a motor or a generator.
  • the auxiliary battery 4 is a secondary battery, for example, a lead battery.
  • the capacitor 5 is, for example, a lithium ion capacitor (LiC) or an electric double layer capacitor.
  • At least a part of the load (auxiliary machine 2 in the example of FIG. 1), the alternator 3, and the DC / DC converter 6 are connected in parallel to the auxiliary battery 4.
  • Capacitor 5 is connected to auxiliary battery 4 and auxiliary machine 2 via DC / DC converter 6, and starter 7 is connected to capacitor 5 via starter activation switch 8.
  • the capacitor 5 and the starter 7 are connected in parallel to the auxiliary machine 2, the alternator 3 and the auxiliary battery 4 via the DC / DC converter 6.
  • the DC / DC converter 6 has a function of converting the voltage of power supplied from at least one of the alternator 3 and the auxiliary battery 4 and supplying the voltage to the capacitor 5. . Further, the DC / DC converter 6 has a function of converting the voltage of the electric power supplied from the capacitor 5 and supplying it to at least one of the auxiliary machine 2, the alternator 3 and the auxiliary battery 4.
  • auxiliary machine 2 a part of the load (auxiliary machine 2) is directly connected to the auxiliary battery 4 and connected to the capacitor 5 via the DC / DC converter 6. For this reason, when the auxiliary machine 2 is supplied with power from the auxiliary battery 4, the voltage of the auxiliary battery 4 is applied as it is. On the other hand, when the auxiliary machine 2 is supplied with electric power from the capacitor 5, the voltage can be controlled via the DC / DC converter 6.
  • the starter 7 is supplied with electric power from the capacitor 5 and starts an internal combustion engine (not shown).
  • the power supply device 1 includes a control device that controls the operation of the power supply device 1.
  • the control device is constituted by, for example, a computer (for example, a microprocessor or the like) that includes a calculation unit and a storage unit.
  • a computer for example, a microprocessor or the like
  • the control of the alternator 3, the auxiliary battery 4, the capacitor 5, the DC / DC converter 6 and the starter 7 is executed by this control device.
  • the DC / DC converter 6 includes a capacitance measuring means for measuring the capacitance of the capacitor 5.
  • the capacity measuring means can be configured using, for example, the voltage measuring means 9 and the current measuring means 10.
  • Such a capacitance measuring unit measures the capacitance of the capacitor 5 based on, for example, a change in voltage during charging due to a constant current.
  • the capacity is estimated periodically, for example.
  • a specific example of the estimation method is as follows. It is assumed that the capacitor 5 is charged from time 0 to time T + ⁇ T. The current time is T, and an estimated value of T + ⁇ T is obtained. The charge of the capacitor 5 at the current time (T) is Q (T), and the charge of the capacitor 5 at the time T + ⁇ T is Q (T + ⁇ T). Further, the capacity of the capacitor 5 to be obtained is C (T + ⁇ T), and the current related to charging is I (T). Further, it is assumed that the voltage of the capacitor 5 can be regarded as constant during the time ⁇ T, and this is defined as V (T). . When placed in this way, the following two expressions hold.
  • the configuration of the capacity measuring means and the capacity measuring method can be realized using any other known technique. Further, information indicating the capacity (for example, a capacity value) may be notified to the control device or the like.
  • the power supply device 1 When the vehicle is decelerated, the power supply device 1 generates power with the alternator 3. At least a part of the generated electric power charges the capacitor 5 after adjusting the voltage and current by the DC / DC converter 6.
  • the power supply device 1 measures the capacitance of the capacitor 5 by the capacitance measuring means when charging the capacitor 5. Then, the control reference value for idling stop of the internal combustion engine is changed according to the capacity of the capacitor 5.
  • the reference value is, for example, a voltage command value Vc that is a target for voltage control of the capacitor 5 during idling stop.
  • the control device of the power supply device 1 controls the voltage of the capacitor 5 during idling stop to approach the voltage command value Vc.
  • the control device of the power supply device 1 performs control so that the voltage of the capacitor 5 during idling stop does not move away from the voltage command value Vc.
  • the voltage command value Vc for example, an internal combustion engine startable lower limit voltage value that represents the lower limit of the voltage value of the capacitor 5 that can start (or restart) the internal combustion engine via the starter 7 may be used. It is also possible to use a value with a certain margin for this lower limit voltage value.
  • control to approach means, for example, that the voltage is positively changed so that the difference from the voltage command value Vc is reduced.
  • controlling so as not to move away includes the above-mentioned “controlling so as to be close”, and further controlling so as not to increase the difference from the voltage command value Vc (for example, controlling so as not to change the voltage). Included).
  • FIG. 2 shows a specific example of a method for determining the voltage command value Vc.
  • the value of the voltage command value Vc is determined according to the capacitance based on the illustrated map.
  • the voltage command value of the capacitor 5 increases accordingly. That is, even if the capacity decreases, the internal combustion engine can be started by increasing the voltage command value Vc. Further, when the capacity is large, the starter current is suppressed without forcibly increasing the voltage of the capacitor 5, thereby suppressing the deterioration of the components.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining an example of the operation of the power supply device 1 when the voltage command value Vc is used as a reference value in the control during idling stop.
  • the power supply device 1 acquires the voltage command value Vc (step S1). For example, a value determined based on the map of FIG. 2 is acquired.
  • the power supply device 1 compares the voltage of the capacitor 5 with the voltage command value Vc (step S2).
  • step S3 When the voltage of the capacitor 5 exceeds the voltage command value Vc in step S2, the power supply device 1 discharges the capacitor 5 (step S3). On the other hand, when the voltage of the capacitor 5 is less than the voltage command value Vc (including the case where it is equal in the example of FIG. 3) in step S2, the power supply device 1 charges the capacitor 5 (step S4).
  • control for discharging the capacitor 5 may be control for prohibiting charging of the capacitor 5 or may include such control.
  • control for charging the capacitor 5 may be a control for prohibiting the discharging of the capacitor 5 or may include such a control.
  • control for prohibiting the supply of power from the capacitor 5 to the auxiliary machine 2 may be performed.
  • the power supply device 1 controls the voltage of the capacitor 5 during idling stop to approach the voltage command value Vc by the control of steps S1 to S4. Alternatively, control is performed so that the voltage of the capacitor 5 during idling stop is not far from the voltage command value Vc. As a result, the voltage of the capacitor 5 during idling stop is maintained around the voltage command value Vc.
  • step S5 the power supply device 1 determines whether or not it is instructed to start the internal combustion engine. If not instructed (for example, when idling stop is continued as it is), the process returns to step S1.
  • the power supply device 1 compares the voltage of the capacitor 5 with the voltage command value Vc (step S6).
  • the voltage of the capacitor 5 may be lower than the voltage command value Vc when the internal combustion engine is actually restarted. . In this embodiment, it is possible to cope with such a situation.
  • the power supply device 1 calculates a shortage of starter current (step S7).
  • Tst is the time during which current is supplied to the starter 7, and corresponds to, for example, the maximum time allowed until the start of the internal combustion engine is completed.
  • V represents the voltage of the capacitor 5 at that time. Since V ⁇ Vc in step S7, if Tst is positive, ⁇ I and ⁇ Q are negative.
  • the power supply device 1 supplies electric power to the starter 7 based on the shortage ⁇ I of the starter current to start the internal combustion engine (step S8). That is, a current is supplied from the capacitor 5 to the starter 7, and a current corresponding to the shortage ⁇ I is supplied from another power source (for example, the auxiliary battery 4) to the starter 7.
  • a current is supplied from the capacitor 5 to the starter 7, and a current corresponding to the shortage ⁇ I is supplied from another power source (for example, the auxiliary battery 4) to the starter 7.
  • ⁇ I becomes the minimum allowable value. Current can be suppressed.
  • step S6 When the voltage of the capacitor 5 exceeds the voltage command value Vc in step S6 (including the case where it is equal in the example of FIG. 3), the power supply device 1 supplies electric power from the capacitor 5 to the starter 7 to start the internal combustion engine. Start (step S9). In this case, power is not supplied from the auxiliary battery 4 to the starter 7.
  • the idling stop can be appropriately controlled according to the degree of deterioration of the capacitor 5.
  • the capacity is reduced. Accordingly, unless the capacitor 5 is charged to a high voltage, electric power necessary for starting the internal combustion engine is not supplied to the starter 7, and the internal combustion engine is There is a possibility that it cannot start normally.
  • the voltage command value Vc increases as the capacity decreases, so that such a situation can be avoided and the internal combustion engine can be started reliably. Alternatively, the burden on the auxiliary battery 4 relating to the start of the internal combustion engine can be minimized.
  • the power supply device 1 supplies power from the capacitor 5 and the auxiliary battery 4 to the starter 7 when the voltage of the capacitor 5 is less than the voltage command value Vc.
  • the internal combustion engine can be reliably started even if the voltage of V is lower than the voltage command value Vc.
  • the voltage command value Vc can be set to a minimum necessary value without having an excessive margin. If the voltage command value Vc is set to a large value including an excessive margin, excessive power may be supplied to the starter 7 when the internal combustion engine is started. This can cause the life of the capacitor 5 and the starter 7 to deteriorate. According to the present invention, such a situation can be avoided and the lifetime of the capacitor 5 and the starter 7 can be extended.
  • FIG. 1 changes the control when the voltage of the capacitor 5 is reduced in the first embodiment.
  • the control for starting the internal combustion engine when the voltage of the capacitor 5 becomes equal to or lower than the voltage command value Vc during idling stop is included as part of the control for idling stop.
  • step S4 This is realized, for example, by performing control instructing start of the internal combustion engine in place of control for charging the capacitor 5 in step S4 of FIG. In this way, during the idling stop, the voltage of the capacitor 5 gradually decreases by the loop of steps S1 to S3 and S5, and when the voltage command value Vc or less is reached, step S4 is executed. Processing branches from S5 to step S6, and the internal combustion engine is started.
  • the idling stop can be appropriately controlled according to the degree of deterioration of the capacitor 5 as in the first embodiment.
  • the method for determining the voltage command value Vc is not limited to the map shown in FIG. 2, and various methods may be used.
  • a different map may be used, and the voltage command value Vc may be defined as a function of the capacitance of the capacitor 5.
  • the relationship between the voltage command value Vc and the capacitance of the capacitor 5 may be inversely proportional. That is, the voltage command value Vc may be determined such that the product of the measured capacitance of the capacitor 5 and the voltage command value Vc becomes a constant.

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Abstract

 キャパシタの劣化度合に応じたアイドリングストップの制御が適切に行える、車両の電源装置を提供する。 車両の電源装置1は、補機バッテリ4と、補機バッテリ4に対して並列に接続される、補機2およびDC/DCコンバータ6と、補機バッテリ4および補機2に対して、DC/DCコンバータ6を介して接続されるキャパシタ5と、キャパシタ5に接続されるスタータ7とを備える。DC/DCコンバータ6は、キャパシタ5の容量を測定する容量測定手段を備える。電源装置1は、キャパシタ5の容量に応じ、スタータ7を用いて始動される内燃機関のアイドリングストップに係る制御の基準値を変更する。

Description

車両の電源装置
 この発明は車両の電源装置に関する。
 車両の減速時のエネルギーを回収するため(回生機能)、通常の補機バッテリの他にキャパシタを備えた電源装置が普及してきている。このような電源装置では、電圧を調整するために、オルタネータや補機バッテリなどとキャパシタとの間に、DC/DCコンバータが設けられる。
 このような電源装置において、アイドリングストップにより停止した内燃機関の再始動のためにスタータに電力を供給する際には、二次電池でなくキャパシタの電力を用いる制御が行われる場合がある。ここで、キャパシタが劣化すると、スタータに印加される電圧が低下し、内燃機関の再始動ができなくなる場合がある。特許文献1には、キャパシタの内部抵抗に応じてキャパシタの下限電圧を変更することが記載されている。
特開2013-233011号公報
 しかしながら、従来の技術では、キャパシタの劣化度合に応じたアイドリングストップの制御が適切に行えないという問題があった。
 たとえば特許文献1では、キャパシタの内部抵抗に基づいて劣化度合を評価しているが、他の具体的な評価基準については記載されていない。
 この発明はこのような問題点を解消するためになされたものであり、キャパシタの劣化度合に応じたアイドリングストップの制御が適切に行える、車両の電源装置を提供することを目的とする。
 この発明に係る車両の電源装置は、二次電池と、二次電池に対して並列に接続される、補機およびDC/DCコンバータと、二次電池および補機に対して、DC/DCコンバータを介して接続されるキャパシタと、キャパシタに接続されるスタータとを備え、DC/DCコンバータは、キャパシタの容量を測定する容量測定手段を備え、電源装置は、キャパシタの容量に応じ、スタータを用いて始動される内燃機関のアイドリングストップに係る制御の基準値を変更する。
 このような構成によれば、キャパシタの容量に応じ、アイドリングストップに係る制御の基準値が変更される。
 この発明に係る車両の電源装置によれば、キャパシタの容量に応じてアイドリングストップに係る制御の基準値が変更されるので、キャパシタの劣化度合に応じたアイドリングストップの制御が適切に行える。
この発明の実施の形態1に係る車両の電源装置を含む構成を示す図である。 図1のキャパシタの容量に基づく電圧指令値の決定方法を説明する図である。 図1の電源装置の動作の一例を説明するフローチャートである。
 以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
 図1は、この発明の実施の形態1に係る電源装置1を含む構成を示す図である。
 電源装置1は車両の電源装置であり、車両に搭載される負荷に電力を供給する。負荷は、たとえば補機2である。
 電源装置1は、オルタネータ3、補機バッテリ4、キャパシタ5、DC/DCコンバータ6およびスタータ7を備える。オルタネータ3は、モータまたはジェネレータとして機能する。補機バッテリ4は二次電池であり、たとえば鉛バッテリである。キャパシタ5はたとえばリチウムイオンキャパシタ(LiC)や電気二重層キャパシタである。
 負荷のうち少なくとも一部(図1の例では補機2)と、オルタネータ3と、DC/DCコンバータ6とは、補機バッテリ4に対して並列に接続される。また、キャパシタ5は、補機バッテリ4および補機2に対して、DC/DCコンバータ6を介して接続され、スタータ7はスタータ起動スイッチ8を介してキャパシタ5に接続される。とくに、本実施形態では、キャパシタ5およびスタータ7は、補機2、オルタネータ3および補機バッテリ4に対し、DC/DCコンバータ6を介して、並列に接続される。
 DC/DCコンバータ6の内部構成はとくに説明しないが、DC/DCコンバータ6は、オルタネータ3および補機バッテリ4の少なくとも一方から供給される電力の電圧を変換し、キャパシタ5に供給する機能を有する。また、DC/DCコンバータ6は、キャパシタ5から供給される電力の電圧を変換し、補機2、オルタネータ3および補機バッテリ4のうち少なくとも1つに供給する機能を有する。
 言い換えると、負荷の一部(補機2)は、補機バッテリ4には直接的に接続され、キャパシタ5にはDC/DCコンバータ6を介して接続される。このため、補機2が補機バッテリ4から電力の供給を受ける場合には、補機バッテリ4の電圧がそのまま印加されることになる。一方、補機2がキャパシタ5から電力の供給を受ける場合には、DC/DCコンバータ6を介して電圧の制御が可能である。
 スタータ7は、キャパシタ5から電力の供給を受けて内燃機関(図示せず)の始動を行う。
 また、とくに図示しないが、電源装置1は、電源装置1の動作を制御する制御装置を備える。制御装置はたとえば演算手段および記憶手段を備えるコンピュータ(たとえばマイクロプロセッサ等)によって構成される。また、以下ではとくに明記しないが、オルタネータ3、補機バッテリ4、キャパシタ5、DC/DCコンバータ6およびスタータ7の制御は、この制御装置により実行される。
 さらに、DC/DCコンバータ6は、キャパシタ5の容量を測定するための容量測定手段を備える。容量測定手段は、たとえば電圧測定手段9および電流測定手段10を用いて構成することができる。このような容量測定手段は、キャパシタ5の容量を、たとえば定電流による充電中の電圧の変化に基づいて測定する。
 容量の推定は、たとえば定期的に行われる。推定方法の具体例は、次のようなものである。
 時刻0から時刻T+ΔTまでの間、キャパシタ5が充電されたとする。現在時刻をTとし、T+ΔTの推定値を求める。現在時刻(T)でのキャパシタ5の電荷をQ(T)とし、T+ΔT時点でのキャパシタ5の電荷をQ(T+ΔT)とする。また、求めるべきキャパシタ5の容量をC(T+ΔT)とし、充電に係る電流をI(T)とする。さらに、キャパシタ5の電圧は、時間ΔTの間一定とみなせるものとし、これをV(T)とする(一定とみなせない場合には、時刻T+ΔTにおけるキャパシタ5の電圧V(T)をもって近似する)。このように置くと、次の2式が成り立つ。
 C(T+ΔT)=Q(T+ΔT)/V(T)
 Q(T+ΔT)=I(T)*ΔT+Q(T)
 これらの2式において、ΔT、I(T)、V(T)およびQ(T)が既知であれば、キャパシタ5の容量C(T+ΔT)を求めることができる。
 なお、容量測定手段の構成および容量の測定方法は、他の任意の公知技術を用いて実現可能である。また、容量を表す情報(たとえば容量の値)を制御装置等に通知してもよい。
 次に、実施の形態1に係る電源装置1の動作を説明する。
 車両の減速時には、電源装置1は、オルタネータ3により発電を行う。発生した電力の少なくとも一部は、DC/DCコンバータ6で電圧および電流を調整した後にキャパシタ5に充電する。
 電源装置1は、キャパシタ5への充電を行う際に、容量測定手段によりキャパシタ5の容量を測定する。そして、キャパシタ5の容量に応じ、内燃機関のアイドリングストップに係る制御の基準値を変更する。
 この基準値は、たとえば、アイドリングストップ中のキャパシタ5の電圧制御の目標となる電圧指令値Vcである。電源装置1の制御装置は、アイドリングストップ中のキャパシタ5の電圧を、電圧指令値Vcに近づけるよう制御する。または、電源装置1の制御装置は、アイドリングストップ中のキャパシタ5の電圧が、電圧指令値Vcから遠ざからないよう制御する。
 ここで、電圧指令値Vcとしては、たとえば、スタータ7を介して内燃機関の始動(または再始動)が可能であるキャパシタ5の電圧値の下限を表す内燃機関始動可能下限電圧値を用いてもよく、この下限電圧値にある程度の余裕を持たせた値を用いてもよい。また、「近づけるよう制御する」とは、たとえば電圧を積極的に変更して、電圧指令値Vcとの差が小さくなるよう制御するという意味である。また、「遠ざからないよう制御する」とは、上記の「近づけるよう制御する」ことを含み、さらに、電圧指令値Vcとの差が拡大しないよう制御すること(たとえば電圧を変更しないよう制御すること)を含む。
 図2に、電圧指令値Vcの決定方法の具体例を示す。キャパシタ5の容量の値が求まると、図示のマップに基づき、容量に応じて電圧指令値Vcの値が決定される。図2の例では、キャパシタ5の劣化等の原因により容量が低下すると、これに応じてキャパシタ5の電圧指令値が増加することになる。これはつまり、容量が低下しても電圧指令値Vcを高めることで内燃機関の始動が可能である。また、容量が大きい場合は無理にキャパシタ5の電圧を上げずにスタータ電流を抑制して、部品劣化を抑制している。
 図3は、アイドリングストップ中の制御において、電圧指令値Vcを基準値として用いる場合の、電源装置1の動作の一例を説明するフローチャートである。
 まず電源装置1は、電圧指令値Vcを取得する(ステップS1)。たとえば図2のマップに基づいて決定される値が取得される。次に、電源装置1は、キャパシタ5の電圧と、電圧指令値Vcとを比較する(ステップS2)。
 ステップS2においてキャパシタ5の電圧が電圧指令値Vcを超えている場合には、電源装置1はキャパシタ5を放電させる(ステップS3)。一方、ステップS2においてキャパシタ5の電圧が電圧指令値Vc未満である場合(図3の例では等しい場合も含む)には、電源装置1はキャパシタ5を充電する(ステップS4)。
 キャパシタ5を放電させる動作としては、たとえば、キャパシタ5が補機バッテリ4より優先して補機2に電力を供給するという動作が可能である。言い換えると、キャパシタ5の電圧がVcを超えており、補機バッテリ4およびキャパシタ5の双方から補機2に電力を供給可能であり、かつ、補機バッテリ4またはキャパシタ5から補機2に電力を供給する必要がある(たとえばオルタネータ3が発電していない状態)場合には、補機バッテリ4から補機2には電力を供給せず、補機2への電力の供給はキャパシタ5から行うよう制御される。
 また、キャパシタ5を放電させる動作としては、たとえば、キャパシタ5からDC/DCコンバータ6を介して補機バッテリ4に電力を供給するという動作が可能である。
 また、キャパシタ5を放電させる制御は、キャパシタ5を充電することを禁止する制御であってもよく、そのような制御を含んでもよい。
 一方、キャパシタ5を充電する動作としては、たとえば、たとえば、補機バッテリ4からDC/DCコンバータ6を介してキャパシタ5に電力を供給するという動作が可能である。
 また、キャパシタ5を充電する制御は、キャパシタ5を放電させることを禁止する制御であってもよく、そのような制御を含んでもよい。たとえば、キャパシタ5から補機2への電力の供給を禁止する制御としてもよい。
 このように、電源装置1は、ステップS1~S4の制御により、アイドリングストップ中のキャパシタ5の電圧を、電圧指令値Vcに近づけるよう制御する。または、アイドリングストップ中のキャパシタ5の電圧が、電圧指令値Vcから遠ざからないよう制御する。これにより、アイドリングストップ中のキャパシタ5の電圧が電圧指令値Vc前後に保たれる。
 次に、電源装置1は、内燃機関を始動させることが指令されているか否かを判定する(ステップS5)。指令されていない場合(たとえばアイドリングストップをそのまま継続する場合)には、処理をステップS1に戻す。
 一方、内燃機関を始動させることが指令されている場合(たとえば、アイドリングストップ中において、運転者の操作等に応じ、内燃機関を再始動させることが必要となった場合)には、電源装置1は、キャパシタ5の電圧と、電圧指令値Vcとを比較する(ステップS6)。
 電圧指令値Vcと内燃機関始動可能下限電圧値が同じであったり余裕が少ない場合、実際に内燃機関を再始動させる時点において、キャパシタ5の電圧が電圧指令値Vcより低下してしまう場合がある。本実施形態においてはこのような事態においても対応可能である。ステップS6においてキャパシタ5の電圧が電圧指令値Vc未満である場合には、電源装置1は、スタータ電流の不足分を算出する(ステップS7)。スタータ電流の不足分ΔIは、たとえば次の式に基づいて求められる。
 ΔI=ΔQ/Tst
ただしTstはスタータ7に電流が供給される時間であり、たとえば内燃機関の始動が完了するまでに許容される最大時間に対応する。つまり、運転者が違和感のない範囲で可能なかぎり長い時間とする。また、ΔQは、キャパシタ5からスタータ7に供給される電荷から、内燃機関を始動するためにスタータ7に供給されるべき電荷を減算した値であり、ΔQ=C*(V-Vc)である。ただしVはその時点でのキャパシタ5の電圧を表す。ステップS7ではV<Vcなので、Tstを正とするとΔIおよびΔQは負となる。
 次に、電源装置1は、スタータ電流の不足分ΔIに基づき、スタータ7に電力を供給して内燃機関を始動する(ステップS8)。すなわち、キャパシタ5からスタータ7に電流を供給するとともに、他の電源(たとえば補機バッテリ4)からスタータ7に、不足分ΔIに相当する電流を供給する。
 上記のとおりΔIの算出においてTstを内燃機関の始動が完了するまでに許容される最大時間にした場合、ΔIは許容される最小値になるので、最低限の電流値を流すだけでよく、スタータ電流を抑制できる。
 ステップS6においてキャパシタ5の電圧が電圧指令値Vcを超えている場合(図3の例では等しい場合も含む)には、電源装置1は、キャパシタ5からスタータ7に電力を供給して内燃機関を始動する(ステップS9)。この場合には、補機バッテリ4からスタータ7へは電力は供給されない。
 以上説明するように、本発明の実施の形態1に係る車両の電源装置1によれば、キャパシタ5の劣化度合に応じて、アイドリングストップの制御を適切に行うことができる。一般的に、キャパシタ5が劣化すると容量が減少し、これに応じて高い電圧にキャパシタ5を充電しておかないと、内燃機関の始動に必要な電力がスタータ7に供給されず、内燃機関が正常に始動できないおそれがある。本発明によれば、図2に示すように容量の減少に応じて電圧指令値Vcが増加するので、このような事態を回避し、内燃機関を確実に始動することができる。または、内燃機関の始動に関する補機バッテリ4の負担を最低限に抑えることができる。
 また、電源装置1は、内燃機関を始動する際に、キャパシタ5の電圧が電圧指令値Vc未満である場合には、キャパシタ5および補機バッテリ4からスタータ7に電力を供給するので、キャパシタ5の電圧が電圧指令値Vcより小さくなっていたとしても、確実に内燃機関を始動させることができる。
 このため、電圧指令値Vcに過剰な余裕を持たせず必要最低限の小さい値とすることができる。電圧指令値Vcが過剰な余裕を含む大きな値に設定されていると、内燃機関の始動時に、過大な電力がスタータ7に供給される場合がある。これは、キャパシタ5やスタータ7の寿命が悪化する原因となり得る。本発明によれば、このような事態を回避し、キャパシタ5やスタータ7の寿命を延長することができる。
実施の形態2.
 実施の形態2は、実施の形態1において、キャパシタ5の電圧が低下した場合の制御を変更するものである。以下、実施の形態1との相違点を説明する。
 実施の形態2では、アイドリングストップに係る制御の一部として、アイドリングストップ中にキャパシタ5の電圧が電圧指令値Vc以下となった場合に内燃機関を始動する制御を含む。
 これはたとえば、図3のステップS4において、キャパシタ5を充電する制御に代えて、内燃機関の始動を指令する制御を行うことにより実現される。このようにすると、アイドリングストップ中には、ステップS1~S3およびS5のループによりキャパシタ5の電圧が徐々に低下してゆき、電圧指令値Vc以下となった時点でステップS4が実行されて、ステップS5からステップS6へと処理が分岐し、内燃機関が始動することになる。
 本発明の実施の形態2に係る車両の電源装置によれば、実施の形態1と同様に、キャパシタ5の劣化度合に応じて、アイドリングストップの制御を適切に行うことができる。
 実施の形態1および2において、電圧指令値Vcの決定方法は、図2に示すマップに限らず、様々なものを用いてよい。たとえば異なるマップを用いてもよく、電圧指令値Vcがキャパシタ5の容量の関数として定義してもよい。また、たとえば電圧指令値Vcとキャパシタ5の容量との関係は反比例であってもよい。すなわち、電圧指令値Vcは、測定されたキャパシタ5の容量と、電圧指令値Vcとの積が定数となるよう決定されてもよい。
 上述の各実施例は例示であり、添付の請求の範囲によって定義される本発明の範囲内で変更可能である。

Claims (6)

  1.  車両の電源装置であって、
     二次電池と、
     前記二次電池に対して並列に接続される、補機およびDC/DCコンバータと、
     前記二次電池および前記補機に対して、前記DC/DCコンバータを介して接続されるキャパシタと、
     前記キャパシタに接続されるスタータと
    を備え、
     前記DC/DCコンバータは、前記キャパシタの容量を測定する容量測定手段を備え、
     前記電源装置は、前記キャパシタの容量に応じ、前記スタータを用いて始動される内燃機関のアイドリングストップに係る制御の基準値を変更する、
    車両の電源装置。
  2.  前記基準値は、前記キャパシタの電圧指令値であり、
     前記アイドリングストップに係る制御は、アイドリングストップ中の前記キャパシタの電圧が、前記電圧指令値から遠ざからないようにする制御である、請求項1に記載の車両の電源装置。
  3.  前記キャパシタの電圧が前記電圧指令値から遠ざからないようにする前記制御は、
     ‐前記キャパシタの電圧が、前記電圧指令値を超え、
     ‐前記二次電池および前記キャパシタの双方から前記補機に電力を供給可能であり、かつ
     ‐前記二次電池または前記キャパシタから前記補機に電力を供給する必要がある
    場合には、前記キャパシタから前記補機に電力を供給する制御を含む、請求項2に記載の車両の電源装置。
  4.  前記内燃機関を始動する際に、前記キャパシタの電圧が電圧指令値未満である場合には、前記キャパシタおよび前記二次電池から前記スタータに電力を供給する、請求項2に記載の車両の電源装置。
  5.  前記キャパシタの電圧が前記電圧指令値から遠ざからないようにする前記制御は、前記キャパシタの電圧が前記電圧指令値以下である場合には前記キャパシタから前記補機への電力の供給を行わない制御を含む、請求項2に記載の車両の電源装置。
  6.  前記アイドリングストップに係る制御は、アイドリングストップ中に前記キャパシタの電圧が前記電圧指令値以下となった場合に前記内燃機関を始動する制御を含む、請求項2に記載の車両の電源装置。
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