车用电源装置制造方法

文档序号:3884949阅读:113来源:国知局
车用电源装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种车用电源装置(10),其具有:第一电源(12);与所述第一电源并联地连接的第二电源(11);连接在所述第一电源和所述第二电源之间的DC-DC转换器(13);与所述DC-DC转换器并联地连接,并且连接在所述第一电源和所述第二电源之间的开关(15);使所述开关开闭的开闭部(16);控制所述DC-DC转换器及所述开闭部的控制部(14),所述控制部在根据从操作开关(24)输出的信号而内燃机(22)停止时,通过所述开闭部使所述开关成为断开,并且通过从所述第二电源经由所述DC-DC转换器向所述第一电源的供电,使所述第二电源放电且使所述第一电源充电,直到所述第二电源的输出电压达到第一电压。
【专利说明】车用电源装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及车用电源装置。

【背景技术】
[0002] 以往,公知一种车用电源装置,在该装置中,将DC-DC转换器连接在连接有电 负载的主电源和副电源之间,且在主电源和副电源之间具有开关(例如,参照日本特开 2010-195336 号公报)。


【发明内容】

[0003] 根据上述现有技术的车用电源装置,期望能够防止由车辆停止时的主电源或副电 源的自放电引起的过大的电压降低及暗电流的增大。
[0004] 本发明是鉴于上述情况而研发的,其目的是提供能够抑制车辆停止时的第一电源 及第二电源的自放电的车用电源装置。
[0005] 为实现上述目的,本发明的车用电源装置采用了以下的结构。
[0006] (1)本发明的一方式是一种车用电源装置,其搭载在具有内燃机和操作开关的车 辆上,所述操作开关根据操作者的操作而输出对所述内燃机的起动及停止进行指示的信 号,所述车用电源装置具有:第一电源;第二电源,与所述第一电源并联地连接;DC-DC转换 器,连接在所述第一电源和所述第二电源之间;开关,与所述DC-DC转换器并联地连接,并 且连接在所述第一电源和所述第二电源之间;开闭部,使所述开关开闭;和控制部,控制所 述DC-DC转换器及所述开闭部,所述控制部在根据从所述操作开关输出的信号而所述内燃 机停止时,通过所述开闭部使所述开关断开,并且通过从所述第二电源经由所述DC-DC转 换器向所述第一电源的供电,使所述第二电源放电且使所述第一电源充电,直到所述第二 电源的输出电压达到第一电压。
[0007] (2)在上述(1)的方式中,所述控制部在根据从所述操作开关输出的信号而所述 内燃机处于动作中,通过经由所述DC-DC转换器的所述第二电源的充电及放电,将所述第 二电源的输出电压设定成比所述第一电压大的第二电压。
[0008] 根据上述(1)的方式,对于比第一电源更容易发生自放电的第二电源,在内燃机 停止时,进行从第二电源向第一电源的供电,从而能够减少第二电源的自放电及暗电流。
[0009] 根据上述(2)的方式,在内燃机停止时,第二电源的输出电压从第二电压向第一 电压降低,从而能够减少第二电源的自放电及暗电流。

【专利附图】

【附图说明】
[0010] 图1是本发明实施方式的车用电源装置及搭载了车用电源装置的车辆的结构图。
[0011] 图2是表示与搭载了本发明实施方式的车用电源装置的车辆的运转状态的变化 相应的、电容器的输出电压的变化的一例的图。
[0012] 图3是表示本发明实施方式的车用电源装置的控制器所执行的停止充电的动作 模式下的电流流动的图。
[0013] 图4是表示本发明实施方式的车用电源装置的控制器所执行的初次起动的动作 模式下的电流流动的图。
[0014] 图5是表示本发明实施方式的车用电源装置的控制器所执行的I/S准备充电的动 作模式下的电流流动的图。
[0015] 图6是表示在本发明实施方式的车用电源装置的控制器所执行的I/S准备充电的 动作模式下,电容器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。
[0016] 图7是表示本发明实施方式的车用电源装置的控制器所执行的再生充电的动作 模式下的电流流动的图。
[0017] 图8是表示在本发明实施方式的车用电源装置的控制器所执行的再生充电的动 作模式下,电容器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。
[0018] 图9是表示本发明实施方式的车用电源装置的控制器所执行的再生放电的动作 模式下的电流流动的图。
[0019] 图10是表示本发明实施方式的车用电源装置的控制器所执行的I/S供电(电容 器)的动作模式下的电流流动的图。
[0020] 图11是表示本发明实施方式的车用电源装置的控制器所执行的I/S供电(BATT) 的动作模式下的电流流动的图。
[0021] 图12是表示本发明实施方式的车用电源装置的控制器所执行的ENG再起动的动 作模式下的电流流动的图。
[0022] 图13是表示在本发明实施方式的车用电源装置的控制器所执行的ENG再起动的 动作模式下,使接触器成为连接状态的情况下的电流流动的图。
[0023] 图14是表示本发明实施方式的车用电源装置的控制器所执行的车辆停止时的动 作模式下的电流流动的图。
[0024] 图15是表示在本发明实施方式的车用电源装置中,点火开关从导通被切换到断 开前后的、蓄电池的输出电压(蓄电池电压)及电容器的输出电压(电容器电压)的对应 关系的一例的图。

【具体实施方式】
[0025] 以下,参照【专利附图】
附图
【附图说明】本发明的一实施方式的车用电源装置。
[0026] 本实施方式的车用电源装置10例如图1所示地被搭载在车辆1上。车用电源装 置10至少具有作为充电电池的电容器11 (第二电源)、蓄电池12 (第一电源)、DC_DC转换 器13、控制器14 (控制部)、接触器15 (开关)和接触器式继电器16 (开闭部)。
[0027] 车辆1具有车用电源装置10、FI-E⑶17、起动机电磁开关(STMGSW) 18、起动机继电 器19、起动马达(STM)20、发电机(ACG)21、内燃机22、电负载23、点火开关(IGSW)24(操作 开关)、第一电压传感器25、第二电压传感器26和转速传感器27。
[0028] 电容器11是例如双电层电容器、电解电容器、锂离子电容器等,并被连接于起动 机电磁开关18。电容器11被连接在DC-DC转换器13的第一输入输出端子13a和接触器 15的第一端子15a。电容器11能够通过DC-DC转换器13或接触器15而与蓄电池12、接触 器式继电器16、FI-E⑶17、发电机21、电负载23及点火开关24电连接。
[0029] 蓄电池12是例如规定电压(12V等)的铅蓄电池等,并被连接于接触器式继电器 16、FI-E⑶17、发电机21、电负载23及点火开关24。蓄电池12被连接于DC-DC转换器13 的第二输入输出端子13b和接触器15的第二端子15b。蓄电池12能够通过DC-DC转换器 13或接触器15而与电容器11及起动机电磁开关18电连接。
[0030]DC-DC转换器13能够通过控制器14的控制而在第一输入输出端子13a及第二输 入输出端子13b间的双方向进行升降压。DC-DC转换器13通过将在内燃机22运转时由发 电机21产生的发电电力或在车辆1制动时由发电机21产生的再生电力供给到电容器11 来使电容器11充电。另外,DC-DC转换器13通过将存储在电容器11中的电力至少供给到 蓄电池12或电负载23而使电容器11放电。
[0031]DC-DC转换器13是例如H桥升降压型DC-DC转换器,具有被桥接的4个开关元件, 艮P:第一?第四开关兀件(例如,IGBT:InsulatedGateBipolarmodeTransistor;绝缘栅 双极型晶体管)SW1、SW2、SW3、SW4。
[0032] 成对的第一开关元件SW1及第二开关元件SW2在第一输入输出端子13a和接地端 子13c之间被串联地连接。也就是说,第一开关元件SW1的集电极连接于第一输入输出端 子13a,第一开关元件SW1的发射极连接于第二开关元件SW2的集电极,第二开关元件SW2 的发射极连接于接地端子13c。
[0033] 成对的第三开关元件SW3及第四开关元件SW4在第二输入输出端子13b和接地端 子13c之间被串联地连接。也就是说,第三开关元件SW3的集电极连接于第二输入输出端 子13b,第三开关元件SW3的发射极连接于第四开关元件SW4的集电极,第四开关元件SW4 的发射极连接于接地端子13c。
[0034] 在各开关元件SW1、SW2、SW3、SW4的发射极-集电极之间,以从发射极向着集电极 为顺方向的方式连接有各第一?第四二极管D1?D4。
[0035]DC-DC转换器13具有连接在第一开关元件SW1和第二开关元件SW2的连接点、与 第三开关元件SW3和第四开关元件SW4的连接点之间的电抗器L(线圈L)。而且,具有被连 接在第一输入输出端子13a和接地端子13c之间的第一电容器Ca、以及被连接在第二输入 输出端子13b和接地端子13c之间的第二电容器Cb。
[0036]DC-DC转换器13具有以直接连结在第一输入输出端子13a和第二输入输出端子 13b之间的方式被串联连接的电阻R及二极管D。二极管D被配置成从第二输入输出端子 13b向着第一输入输出端子13a为顺方向。
[0037]DC-DC转换器13由从控制器14输出并被输入至各开关元件SW1、SW2、SW3、SW4的 栅极的信号来驱动。
[0038] 控制器14控制DC-DC转换器13的双方向的升降压动作和通过接触器式继电器16 实现的接触器15的连接及切断动作。而且,控制器14控制基于FI-E⑶17进行的怠速停止 的执行许可及执行禁止,并将对怠速停止的执行许可及执行禁止进行指示的控制指令输出 到FI-ECU17。
[0039] 控制器14检测电容器11的内部阻抗及静电容量,并判定内部阻抗是否为规定值 以上,并且能够根据内部阻抗判定电容器11的劣化。控制器14连接于检测电容器11的输 出电压VC的第一电压传感器25、检测电容器11的充电电流及放电电流的电流传感器(未 图示)、和检测电容器11的温度的温度传感器(未图示)。
[0040] 控制器14能够控制蓄电池12的放电及蓄电池12的放电深度。控制器14连接于 检测蓄电池12的输出电压VB的第二电压传感器26、检测蓄电池12的充电电流及放电电流 的电流传感器(未图示)、和检测蓄电池12的温度的温度传感器(未图示)。
[0041] 接触器15根据接触器式继电器16的导通及断开而切换接触器15的第一端子15a 及第二端子15b之间的连接及切断。接触器式继电器16的导通及断开由控制器14控制。
[0042] 此外,接触器15的第一端子15a连接于DC-DC转换器13的第一输入输出端子13a、 电容器11的正极侧端子、和起动机电磁开关18。接触器15的第二端子15b连接于DC-DC 转换器13的第二输入输出端子13b、蓄电池12的正极侧端子、发电机21、和电负载23。由 此,接触器15在连接状态下,相对于被串联连接的起动机电磁开关18及起动马达20分别 并联地连接电容器11和蓄电池12。此外,电容器11的负极侧端子及蓄电池12的负极侧端 子接地。
[0043]FI-ECU17是例如由CPU(CentralProcessingUnit;中央处理单兀)等电子回路构 成的EQJ(ElectronicControlUnit:电子控制单元),该FI-EQJ17进行与燃料供给、点火时 机等内燃机22的动作相关的各种控制。FI-ECU17根据与驾驶员的操作相应地从点火开关 24输出的起动请求及停止请求的信号来控制内燃机22的起动及停止。
[0044]FI-E⑶17控制内燃机22的怠速停止。怠速停止是,根据规定的临时停止条件的成 立而使运转状态的内燃机22自动地临时停止,并根据规定的恢复条件的成立而使临时停 止状态的内燃机22自动地再起动。规定的临时停止条件例如是车辆1的车速为零、且油门 踏板开度为零、且制动踏板开关为导通。规定的恢复条件例如是制动踏板开关为断开。
[0045]FI-E⑶17根据从点火开关24输出的信号的起动请求或从怠速停止的临时停止状 态的恢复请求,将起动机继电器19控制成导通,由此使内燃机22起动。FI-ECU17控制发电 机(ACG) 21的发电动作,并任意地变更发电机21的发电电压。
[0046] 发电机21例如是通过皮带等与内燃机22的曲轴(未图示)连结的交流发电机。 发电机21通过内燃机22的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 的减速时或燃料供给的停止状态下的行驶时等,将从车辆1的驱动轮(未图示)传递的车 身的动能转换成电能(再生能量),并输出再生电力。此外,发电机21具有将基于发电及再 生的交流输出整流成直流输出的整流器(未图示)等。
[0047] 发电机21被接地的同时,也被连接于DC-DC转换器13的第二输入输出端子13b。
[0048] 内燃机22通过起动马达(STM) 20的驱动力而起动。起动马达20通过从电容器11 或蓄电池12经由起动机电磁开关(STMGSW) 18施加电压而旋转驱动。起动机电磁开关18根 据起动机继电器19的导通及断开来切换有无向起动马达20的供电。起动机继电器19的 导通及断开由FI-E⑶17控制。
[0049] 起动马达20例如在旋转轴(未图示)上具有小齿轮(未图示)。内燃机22例如 在曲轴(未图示)上具有与起动马达20的小齿轮啮合的齿圈(未图示)。由此,起动马达 20通过使小齿轮与内燃机22的齿圈啮合而能够将驱动力传递到内燃机22。
[0050] 电负载23是各种辅机。电负载23被接地的同时,被连接于DC-DC转换器13的第 二输入输出端子13b。
[0051] 本实施方式的车用电源装置10具有上述结构,以下,关于该车用电源装置10的动 作进行说明。
[0052](充放电动作)
[0053] 以下,关于控制器14所控制的电容器11及蓄电池12的充放电动作进行说明。
[0054] 控制器14以使电容器11的输出电压与同车辆1的运转状态相应的规定的目标电 压一致的方式,控制DC-DC转换器13的双方向的升降压动作及由接触器式继电器16实现 的接触器15的连接及切断。
[0055] 控制器14如下述表1所示执行9个动作模式M0?M8来作为与车辆1的运转相 应的电容器11及蓄电池12的充放电动作。
[0056]【表1】

【权利要求】
1. 一种车用电源装置,搭载在具有内燃机和操作开关的车辆上,所述操作开关根据操 作者的操作而输出对所述内燃机的起动及停止进行指示的信号,所述车用电源装置的特征 在于,具有: 第一电源; 第二电源,与所述第一电源并联地连接; DC-DC转换器,连接在所述第一电源和所述第二电源之间; 开关,与所述DC-DC转换器并联地连接,并且连接在所述第一电源和所述第二电源之 间; 开闭部,使所述开关开闭;和 控制部,控制所述DC-DC转换器及所述开闭部, 所述控制部在根据从所述操作开关输出的信号而所述内燃机停止时,通过所述开闭 部使所述开关断开,并且通过从所述第二电源经由所述DC-DC转换器向所述第一电源的供 电,使所述第二电源放电且使所述第一电源充电,直到所述第二电源的输出电压达到第一 电压。
2. 如权利要求1所述的车用电源装置,其特征在于, 所述控制部在根据从所述操作开关输出的信号而所述内燃机处于动作中,通过经由所 述DC-DC转换器的所述第二电源的充电及放电,将所述第二电源的输出电压设定成比所述 第一电压大的第二电压。
【文档编号】B60R16/033GK104276047SQ201410302526
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】高桥佑典, 关口聪, 井上拓士 申请人:本田技研工业株式会社
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