车辆用电源装置制造方法
【专利摘要】本发明提供车辆用电源装置，控制器(14)在与车辆(1)的减速开始等相应地向内燃机(22)的燃料供给停止、且车辆(1)的速度大于规定速度(Va)的情况下，使发电机(21)以第1发电模式工作。控制器(14)使用从发电机(21)输出的再生电力，通过从发电机(21)经由DC－DC转换器(13)而向电容器(11)的供电来使电容器(11)充电。在由于随着车辆(1)的速度降低至规定速度(Va)而发动机转速达到规定转速(怠速转速等)，而解除了向内燃机(22)的燃料供给的停止的情况下，控制器(14)能够继续发电机(21)的第1发电模式。
【专利说明】车辆用电源装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车辆用电源装置。
【背景技术】
[0002] 以往，公知有如下车辆用电源装置，在连接有电气负载的主电源和连接有发电机 的副电源之间连接DC-DC转换器，并在主电源和副电源之间具备开关（例如，参照日本特 开 2010 - 195336 号）。
【发明内容】
[0003]可是，根据上述现有技术的车辆用电源装置，在车辆减速行使时等执行的、向内燃 机的燃料供给停止与对主电源和副电源和发电机之间的电力交接进行的控制的对应中，期 望使燃烧效率提高。
[0004] 本发明的方案是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种车辆用电源装置， 能够在向内燃机的燃料供给停止、与对第1电源和第2电源和发电机之间的电力交接进行 的控制的对应中，使燃烧效率提高。
[0005] 为了解决上述课题而实现目的，本发明采用以下的方案。
[0006] (1)本发明一个方案的车辆用电源装置为搭载于具备内燃机的车辆上的车辆用电 源装置，其具备：第1电源；第2电源，其与上述第1电源并联连接；DC-DC转换器，其连接 于上述第1电源和上述第2电源之间；判定机构，其判定向上述内燃机的燃料供给是否停 止；减速检测机构，其检测上述车辆的减速；以及控制机构，其控制上述DC-DC转换器，上 述控制机构在通过上述判定机构判定为向上述内燃机的燃料供给停止的情况下，通过经由 上述DC-DC转换器向上述第2电源供给的再生电力来使上述第2电源充电，上述控制机 构在通过上述减速检测机构检测到上述车辆的减速、且通过上述判定机构判定为向上述内 燃机的燃料供给未停止的情况下，能够通过经由上述DC-DC转换器向上述第2电源供给 的再生电力来对上述第2电源充电。
[0007] (2)在上述（1)的方案中，可以是，具备发电机，该发电机至少能够在第1发电模式 和发电电压比该第1发电模式的发电电压小的第2发电模式下工作，并且在通过上述判定 机构判定为向上述内燃机的燃料供给停止的情况下以上述第1发电模式工作，上述控制机 构在通过上述减速检测机构检测到上述车辆的减速并且通过上述判定机构判定为向上述 内燃机的燃料供给未停止的情况下，使上述发电机以上述第1发电模式工作。
[0008] (3)在上述（1)或（2)的方案中，可以是，上述控制机构在通过上述判定机构判定 为向上述内燃机的燃料供给停止的情况下将上述第2电源的输出电压设定为第1电压，在 通过上述判定机构判定为向上述内燃机的燃料供给未停止的情况下将上述第2电源的输 出电压设定为比上述第1电压小的第2电压，上述控制机构在将上述第2电源的输出电压 从上述第1电压变更为上述第2电压的情况下，通过将因上述第1电压与上述第2电压之 差而产生的电力向上述第1电源供给来对上述第1电源充电。
[0009] 根据上述（1)的方案，除向内燃机的燃料供给停止的情况之外，即使在解除了燃 料供给的停止后的减速时（例如，车辆即将停止之前等），只要可能就使第2电源充电，由此 能够提高燃烧效率。
[0010] 在上述⑵的方案的情况下，即使在解除了燃料供给的停止后的减速时（例如，车 辆即将停止之前等），也使发电机以第1发电模式工作，由此能够防止发动机制动减少。由 此，例如，能够防止因使用制动器来代替发动机制动而产生制动热，能够防止可由发电机回 收的再生电力减少。
[0011] 在上述（3)的情况下，能够通过从第2电源向第1电源的供电来提高燃烧效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本发明的实施方式的车辆用电源装置以及搭载有车辆用电源装置的车辆 的构成图。
[0013] 图2是表示与搭载有本发明的实施方式的车辆用电源装置的车辆的运转状态的 变化相应的电容器输出电压的变化的一个例子的图。
[0014] 图3是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的控制器所执行的停止充电的 动作模式中的电流流动的图。
[0015] 图4是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的控制器所执行的初次启动的 动作模式中的电流流动的图。
[0016] 图5是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的控制器所执行的I/S准备充电 的动作模式中的电流流动的图。
[0017] 图6是表示在本发明的实施方式的车辆用电源装置的控制器所执行的I/S准备充 电的动作模式中，电容器11的输出电压达到规定的I/S准备电位的状态下的电流流动的 图。
[0018] 图7是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的控制器所执行的再生充电的 动作模式中的电流流动的图。
[0019] 图8是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的控制器所执行的再生充电的 动作模式中的、是否对内燃机停止燃料供给与车辆减速状态与发电机动作模式之间的对应 关系的一个例子的图。
[0020] 图9是表示在本发明的实施方式的车辆用电源装置的控制器所执行的再生充电 的动作模式中，电容器11的输出电压达到规定的上限电位的状态下的电流流动的图。
[0021] 图10是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的控制器所执行的再生放电的 动作模式中的电流流动的图。
[0022] 图11是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的控制器所执行的I/S供电 (电容器）的动作模式中的电流流动的图。
[0023] 图12是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的控制器所执行的I/S供电 (BATT)的动作模式中的电流流动的图。
[0024] 图13是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的控制器所执行的ENG重新启 动的动作模式中的电流流动的图。
[0025] 图14是表示在本发明的实施方式的车辆用电源装置的控制器所执行的ENG重新 启动的动作模式中，使接触器处于连接状态的情况下的电流流动的图。
[0026] 图15是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的控制器所执行的车辆停止时 的动作模式中的电流流动的图。
【具体实施方式】
[0027] 以下，参照附图来说明本发明的一实施方式的车辆用电源装置。
[0028] 例如如图1所示，本实施方式的车辆用电源装置10搭载于车辆1上。车辆用电源 装置10至少具备：作为2次电池的电容器11 (第2电源）及蓄电池12 (第1电源）；DC- DC转换器13及控制器14 (判定机构，减速检测机构，控制机构）；和接触器（contactor) 15 及接触器继电器（contactorrelay) 16。
[0029] 车辆1具备：车辆用电源装置10;FI-E⑶17;起动机磁力开关（STMGSW) 18、起 动继电器19及起动电机（STM)20 ;发电机（ACG)21及内燃机22 ;电气负载23 ;点火开关 (IGSW) 24 ;第1电压传感器25及第2电压传感器26 ;转速传感器27 ;以及速度传感器28。
[0030] 电容器11例如为双电荷层电容器或电解电容器、锂离子电容器等，其与起动机磁 力开关18连接。电容器11与DC-DC转换器13的第1输入输出端子13a和接触器15的 第1端子15a连接。电容器11经由DC-DC转换器13或接触器15能够与蓄电池12、接触 器继电器16、FI-E⑶17、发电机21、电气负载23以及点火开关24电连接。
[0031] 蓄电池12例如为规定电压（12V等）的铅电池等，其与接触器继电器16、FI- E⑶17、发电机21、电气负载23以及点火开关24连接。蓄电池12与DC-DC转换器13的 第2输入输出端子13b和接触器15的第2端子15b连接。蓄电池12经由DC-DC转换器 13或者接触器15能够与电容器11以及起动机磁力开关18电连接。
[0032]DC-DC转换器13通过控制器14的控制能够以第1以及第2输入输出端子13a、 13b间的双方向进行升降压。DC-DC转换器13通过将内燃机22运转时由发电机21产生 的发电电力或车辆1制动时由发电机21产生的再生电力向电容器11供给来使电容器11 充电。另外，DC-DC转换器13通过将蓄电于电容器11中的电力至少向蓄电池12或电气 负载23供给来使电容器11放电。
[0033]DC-DC转换器13例如为H桥的升降压DC-DC转换器，其具备桥连接的4个第 1 ?第 4 开关兀件（例如，IGBT:InsulatedGateBipolarmodeTransistor，绝缘栅双极 晶体管）SW1、SW2、SW3、SW4。
[0034] 成对的第1以及第2开关元件SW1、SW2在第1输入输出端子13a与接地端子13c 之间串联连接。即第1开关元件SW1的集电极与第1输入输出端子13a连接，第1开关元 件SW1的发射极与第2开关元件SW2的集电极连接，第2开关元件SW2的发射极与接地端 子13c连接。
[0035] 成对的第3以及第4开关元件SW3、SW4在第2输入输出端子13b与接地端子13c 之间串联连接。即第3开关元件SW3的集电极与第2输入输出端子13b连接，第3开关元 件SW3的发射极与第4开关元件SW4的集电极连接，第4开关元件SW4的发射极与接地端 子13c连接。
[0036] 在各开关元件SW1、SW2、SW3、SW4的发射极、集电极之间，以从发射极朝向集电极 为正方向的方式连接有各第1?第4二极管D1?D4。
[0037]DC-DC转换器13具备电抗器L(线圈L)，该电抗器L连接于第1开关元件SW1与 第2开关元件SW2的连接点、和第3开关元件SW3与第4开关元件SW4的连接点之间。另 夕卜，还具备连接于第1输入输出端子13a与接地端子13c之间的第1电容器Ca、和连接于第 2输入输出端子13b与接地端子13c之间的第2电容器Cb。
[0038]DC-DC转换器13具备以将第1输入输出端子13a和第2输入输出端子13b之间 直接连结的方式串联连接的电阻R以及二极管D。二极管D以从第2输入输出端子13b朝 向第1输入输出端子13a呈正方向的方式配置。
[0039]DC-DC转换器13通过从控制器14输出并输入至各开关元件SW1、SW2、SW3、SW4 的栅极的信号而被驱动。
[0040] 控制器14控制DC-DC转换器13的双方向的升降压动作、和基于接触器继电器 16实现的接触器15的连接以及断开动作。另外，控制器14控制基于FI-E⑶17实现的怠 速停止的执行许可以及执行禁止，并向FI-ECU17输出指示怠速停止的执行许可以及执行 禁止的控制指令。
[0041] 控制器14检测电容器11的内部电阻以及静电电容，判定内部电阻是否在规定值 以上，并且能够根据内部电阻来判定电容器11的劣化。控制器14与以下部件连接：检测电 容器11的输出电压VC的第1电压传感器25 ;检测电容器11的充电电流以及放电电流的 电流传感器（省略图示）；和检测电容器11温度的温度传感器（省略图示）。
[0042] 控制器14能够控制蓄电池12的放电以及蓄电池12的放电深度。控制器14与以 下部件连接：检测蓄电池12的输出电压VB的第2电压传感器26;检测蓄电池12的充电电 流以及放电电流的电流传感器（省略图示）；和检测蓄电池12的温度的温度传感器（省略 图示）。
[0043] 接触器15根据接触器继电器16的开以及闭来切换接触器15的第1以及第2端 子15a、15b间的连接以及断开。通过控制器14来控制接触器继电器16的开以及闭。
[0044] 此外，接触器15的第1端子15a与DC-DC转换器13的第1输入输出端子13a、 电容器11的正极侧端子、和起动机磁力开关18连接。接触器15的第2端子15b与DC- DC转换器13的第2输入输出端子13b、蓄电池12的正极侧端子、和发电机21及电气负载 23连接。由此，接触器15在连接状态下，将电容器11和蓄电池12分别相对于串联连接的 起动机磁力开关18以及起动电机20并列连接。此外，电容器11以及蓄电池12的负极侧 端子接地。
[0045]FI-ECU17是例如由CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器）等电子电路 构成的ECU(ElectronicControlUnit:电子控制装置），其进行关于燃料供给、点火定时等 内燃机22的动作的各种控制。FI-ECU17根据驾驶者的操作通过从点火开关24输出的启 动要求以及停止要求的信号来控制内燃机22的启动以及停止。
[0046]FI-E⑶17控制内燃机22的怠速停止。怠速停止根据规定的暂时停止条件的成 立而自动地使运转状态的内燃机22暂时停止，根据规定的还原条件的成立自动地使暂时 停止状态的内燃机22重新启动。规定的暂时停止条件为例如，车辆1的车速为零、且加速 踏板开度为零、且制动踏板开关打开等。规定的还原条件为例如，制动踏板开关关闭等。
[0047]FI-ECU17根据基于从点火开关24输出的信号的启动要求、或者从怠速停止的暂 时停止状态还原的要求，通过控制起动继电器19打开而使内燃机22启动。FI-E⑶17控 制发电机（ACG) 21的发电动作，并任意变更发电机21的发电电压。
[0048] 发电机21是例如经由传送带等与内燃机22的曲轴（省略图示）连结的交流发电 机。发电机21利用内燃机22运转时的动力来发电，由此输出发电电力。发电机21在车辆 1减速时或在停止燃料供给的状态下行驶时等，将从车辆1的驱动轮（省略图示）传递来的 车身的动能转换为电能（再生能量），并输出再生电力。此外，发电机21具备将发电以及再 生的交流输出整流为直流输出的整流器（省略图示）等。
[0049] 发电机21接地并且与DC-DC转换器13的第2输入输出端子13b连接。
[0050] 发电机21能够按照控制器14的控制，至少以第1发电模式和发电电压比第1发 电模式的发电电压小的第2发电模式工作。发电机21在例如判定为向内燃机22的燃料供 给停止的情况下以第1发电模式工作。
[0051] 内燃机22通过起动电机（STM) 20的驱动力启动。起动电机20通过经由起动机磁 力开关（STMGSW) 18的来自电容器11或蓄电池12的电压施加而旋转驱动。起动机磁力开 关18根据起动继电器19的开以及闭来切换有无对起动电机20的供电。起动继电器19的 开以及闭由FI-E⑶17控制。
[0052] 起动电机20例如在旋转轴（省略图示）上具备行星齿轮（省略图示）。内燃机 22例如在曲轴（省略图示）上具备与起动电机20的行星齿轮啮合的内齿轮（省略图示）。 由此，起动电机20通过使行星齿轮与内燃机22侧的内齿轮啮合，而能够将驱动力向内燃机 22传递。
[0053] 电气负载23是各种辅机类。电气负载23接地并且与DC-DC转换器13的第2 输入输出端子13b连接。
[0054] 本实施方式的车辆用电源装置10具备上述构成，接下来，对该车辆用电源装置10 的动作进行说明。
[0055] (充放电动作）
[0056] 以下，对控制器14所控制的电容器11以及蓄电池12的充放电动作进行说明。
[0057] 控制器14使电容器11的输出电压与和车辆1的运转状态相应的规定目标电压一 致，并控制DC-DC转换器13的双方向的升降压动作以及基于接触器继电器16实现的接 触器15的连接以及断开。
[0058] 如下述表1所示，控制器14以9个动作模式M0?M8来执行与车辆1的运转相应 的电容器11以及蓄电池12的充放电动作。
[0059] 表 1
【权利要求】
1. 一种车辆用电源装置，其搭载于具备内燃机的车辆上，所述车辆用电源装置的特征 在于，具备： 第1电源； 第2电源，其与所述第1电源并联连接； DC - DC转换器，其连接于所述第1电源和所述第2电源之间； 判定机构，其判定向所述内燃机的燃料供给是否停止； 减速检测机构，其检测所述车辆的减速；以及 控制机构，其控制所述DC - DC转换器， 所述控制机构在通过所述判定机构判定为向所述内燃机的燃料供给停止的情况下，通 过经由所述DC - DC转换器向所述第2电源供给的再生电力来使所述第2电源充电， 所述控制机构在通过所述减速检测机构检测到所述车辆的减速、且通过所述判定机构 判定为向所述内燃机的燃料供给未停止的情况下，能够通过经由所述DC - DC转换器向所 述第2电源供给的再生电力来对所述第2电源充电。
2. 根据权利要求1所述的车辆用电源装置，其特征在于， 具备发电机，该发动机至少能够以第1发电模式和发电电压比所述第1发电模式的发 电电压小的第2发电模式工作，并且在通过所述判定机构判定为向所述内燃机的燃料供给 停止的情况下以所述第1发电模式工作， 所述控制机构在通过所述减速检测机构检测到所述车辆的减速、并且通过所述判定机 构判定为向所述内燃机的燃料供给未停止的情况下，使所述发电机以所述第1发电模式工 作。
3. 根据权利要求1或2所述的车辆用电源装置，其特征在于， 所述控制机构在通过所述判定机构判定为向所述内燃机的燃料供给停止的情况下将 所述第2电源的输出电压设定为第1电压，在通过所述判定机构判定为向所述内燃机的燃 料供给未停止的情况下将所述第2电源的输出电压设定为比所述第1电压小的第2电压， 所述控制机构在将所述第2电源的输出电压从所述第1电压变更为所述第2电压的情 况下，通过将因所述第1电压与所述第2电压之差而产生的电力向所述第1电源供给来对 所述第1电源充电。
【文档编号】B60L3/00GK104276045SQ201410291272
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】原靖裕, 山本秀人, 荒川智宏 申请人:本田技研工业株式会社