JP2015136263A - Vehicle controller - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle controller with a power supply device capable of stably supplying electric power to an electrical load and capable of early recovering a voltage of the power storage device even when a voltage of a power storage device drops.SOLUTION: The vehicle controller, when the controller detects that an ignition switch is turned on and detects that a voltage of a capacitor 3 is less than a predetermined threshold value, sets, in a shutdown state, a first relay 12 capable of making a connection state of a generator 1 with a capacitor 3 intermittent, sets, in a connection state, a second relay 13 capable of making a connection state of the generator 1 with a battery 2 and an electrical load 5 intermittent and sets, in a connection state, a third relay 15 capable of making a connection of the battery 2 with the capacitor 3 intermittent.

Description

本発明は、車両の制御装置、特に、車両の電気負荷に電力を供給する電源装置を備えた車両の制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a vehicle control device including a power supply device that supplies electric power to an electric load of the vehicle.

近年、車両の燃費性能を改善する観点から、車両の減速時に集中的に発電を行うことによってエンジンの負担を軽減する、いわゆる減速回生システムを採用した車両が増えつつある。   In recent years, from the viewpoint of improving the fuel efficiency of a vehicle, an increasing number of vehicles adopt a so-called deceleration regeneration system that reduces the burden on the engine by generating power intensively when the vehicle is decelerated.

減速回生システムを採用した車両では、減速時に発電される大容量の電力を短時間で充電するために、従来から広く使われてきた鉛バッテリとは別に、鉛バッテリよりも急速な充放電が可能なキャパシタが搭載されることが多い（例えば下記特許文献１参照）。このように、特性の異なる２種類の蓄電装置を搭載することにより、減速時に発生する電力を無駄なく回収しつつ、十分に大きな充電容量を確保することが可能となる。   Vehicles that employ a deceleration regeneration system can charge and discharge more rapidly than lead batteries, in addition to the widely used lead batteries, in order to charge large amounts of power generated during deceleration in a short time. In many cases, a simple capacitor is mounted (see, for example, Patent Document 1 below). Thus, by mounting two types of power storage devices having different characteristics, it is possible to secure a sufficiently large charge capacity while recovering the electric power generated during deceleration without waste.

一方、下記特許文献２には、鉛バッテリとキャパシタという組合せではないが、やはり２種類の蓄電装置を備えた車両用電源装置が開示されている。具体的に、特許文献２の車両用電源装置は、蓄電装置としての鉛バッテリおよびリチウムイオンバッテリと、鉛バッテリと電気負荷との接続、およびリチウムイオンバッテリとスタータ（エンジン始動装置）との接続を断続するスイッチとを備えている。スイッチは、スタータが駆動されるエンジン始動時にオフ操作（開）される。   On the other hand, Patent Document 2 below discloses a vehicle power supply device that is not a combination of a lead battery and a capacitor, but also includes two types of power storage devices. Specifically, the power supply device for a vehicle disclosed in Patent Document 2 includes a lead battery and a lithium ion battery as power storage devices, a connection between the lead battery and an electric load, and a connection between the lithium ion battery and a starter (engine starter). And an intermittent switch. The switch is turned off (opened) when the starter is driven.

エンジン始動時に上記スイッチがオフ操作されると、スタータには鉛バッテリのみから電力が供給されることになる。このとき、スタータで大量の電力が消費されることにより、鉛バッテリの電圧は一時的に大きく低下するが、鉛バッテリと電気負荷との接続が上記スイッチのオフ操作により遮断されているので、上記鉛バッテリの電圧低下の影響は電気負荷には及ばない。電気負荷の消費電力は、リチウムイオンバッテリからの電力供給によって安定的に賄われることになる。   If the switch is turned off when the engine is started, power is supplied to the starter only from the lead battery. At this time, since a large amount of power is consumed by the starter, the voltage of the lead battery is temporarily greatly reduced, but since the connection between the lead battery and the electric load is cut off by the switch off operation, The impact of lead-acid battery voltage drop does not reach electrical loads. The power consumption of the electric load is stably covered by the power supply from the lithium ion battery.

特開２００８−１９０３２３号公報JP 2008-190323 A 特開２０１１−２０８５９９号公報JP 2011-208599 A

ここで、上記特許文献２の構成において、例えば車両が長期間に亘って放置されたようなケースを想定すると、このときのリチウムイオンバッテリの電圧は、自然放電によって低下していると考えられる。このような状態でエンジンが始動されると、リチウムイオンバッテリから電気負荷への電力の供給量が不足し、電気負荷が作動不良に陥るおそれがある。もちろん、エンジンにより発電機を駆動してその発電機から電気負荷に電力を供給することも考えられるが、上記特許文献２では、発電機とリチウムイオンバッテリとが常時つながっているので、リチウムイオンバッテリの電圧が回復するまでは発電電力が主にリチウムイオンバッテリの充電に回され、結局のところ電気負荷への供給電力が不足するおそれがある。このことは、リチウムイオンバッテリの代わりにキャパシタを用いた場合に、より顕著となる。すなわち、充放電効率のよいキャパシタでは、その電圧が車両の長期間放置に伴って大幅に低下するので、エンジン始動時に電気負荷への供給電力が不足するという上記のような事態がより起きやすくなる。   Here, in the configuration of Patent Document 2, for example, assuming a case where the vehicle is left for a long period of time, the voltage of the lithium ion battery at this time is considered to be reduced by natural discharge. If the engine is started in such a state, the amount of electric power supplied from the lithium ion battery to the electric load is insufficient, and the electric load may possibly malfunction. Of course, it is conceivable that a generator is driven by an engine and power is supplied from the generator to an electric load. However, in Patent Document 2, the generator and the lithium ion battery are always connected. Until the voltage recovers, the generated power is mainly used for charging the lithium ion battery, and eventually the power supplied to the electric load may be insufficient. This becomes more prominent when a capacitor is used instead of a lithium ion battery. That is, in a capacitor with good charge / discharge efficiency, the voltage of the capacitor greatly decreases as the vehicle is left for a long period of time. Therefore, the above situation that the power supplied to the electric load is insufficient when starting the engine is more likely to occur. .

また、車両の減速時に集中的に発電を行ってその発電電力を充放電効率のよいキャパシタに回収する減速回生制御を実行するためには、キャパシタの電圧をなるべく早く鉛バッテリの電圧以上に回復させることが必要である。   In addition, in order to execute deceleration regeneration control in which power generation is concentrated when the vehicle decelerates and the generated power is collected in a capacitor with good charge / discharge efficiency, the capacitor voltage is restored to the lead battery voltage as quickly as possible. It is necessary.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、車両の長期放置等が原因で蓄電装置の電圧が低下した場合でも、電気負荷に安定的に電力を供給することができ、かつ蓄電装置の電圧を早期に回復させることが可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and can stably supply power to an electric load even when the voltage of the power storage device decreases due to long-term leaving of the vehicle, etc. And it aims at providing the control apparatus of the vehicle which can recover the voltage of an electrical storage apparatus at an early stage.

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、車両の電気負荷に電力を供給する電源装置を備えた車両の制御装置であって、エンジンにより駆動されて発電する発電機と、上記発電機と接続された充放電可能な第１蓄電装置と、上記発電機と接続され、上記第１蓄電装置よりも急速な充放電が可能な第２蓄電装置と、上記発電機と第２蓄電装置との接続を断続可能な第１断続手段と、上記発電機と第１蓄電装置との接続、および上記発電機と電気負荷との接続を断続可能な第２断続手段と、上記第１蓄電装置と第２蓄電装置との接続を断続可能な第３断続手段と、上記第２蓄電装置の電圧を検出する電圧検出手段と、エンジンを始動するイグニッションスイッチの操作状態を検出するイグニッションスイッチ検出手段と、上記第１断続手段、第２断続手段、および第３断続手段を制御する制御手段と、を備え、上記制御手段は、上記イグニッションスイッチ検出手段によりイグニッションスイッチがオン操作されたことが検出され、かつ上記電圧検出手段により第２蓄電装置の電圧が所定の閾値未満であることが検出された場合に、上記第１断続手段を遮断状態、上記第２断続手段を接続状態、上記第３断続手段を接続状態とする走行時充電制御を実行することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a vehicle control device including a power supply device that supplies electric power to an electric load of the vehicle, the generator driven by an engine to generate electric power, and the generator A first chargeable / dischargeable power storage device connected to the power generator, a second power storage device connected to the generator and capable of being charged / discharged more rapidly than the first power storage device, the generator, and the second power storage device A first interrupting means capable of interrupting the connection, a connection between the generator and the first power storage device, a second interrupting means capable of interrupting a connection between the generator and the electric load, and the first power storage device. A third on / off means capable of connecting / disconnecting with the second power storage device, a voltage detecting means for detecting the voltage of the second power storage device, an ignition switch detecting means for detecting the operation state of the ignition switch for starting the engine, The first intermittent hand A control means for controlling the second intermittent means and the third intermittent means, wherein the control means detects that the ignition switch is turned on by the ignition switch detecting means, and the voltage detecting means When it is detected that the voltage of the second power storage device is lower than a predetermined threshold, the first intermittent means is in a disconnected state, the second intermittent means is in a connected state, and the third intermittent means is in a connected state The time charging control is executed.

本発明によれば、第２蓄電装置の電圧が閾値未満にまで低下した状態でのエンジン始動時に、第１断続手段を遮断状態、第２断続手段を接続状態とするので、発電機で発電された電力が電圧の低い（言い換えれば電力の吸収代が大きい）第２蓄電装置に供給されることが禁止され、発電電力の多くを電気負荷および第１蓄電装置に供給することが可能になる。これにより、電気負荷での消費電力を不足なく賄うことができ、電気負荷の作動不良等が起きるのを確実に防止することができる。   According to the present invention, when the engine is started in a state where the voltage of the second power storage device has fallen below the threshold value, the first intermittent means is in the disconnected state and the second intermittent means is in the connected state. Therefore, it is prohibited to supply the generated power to the second power storage device having a low voltage (in other words, the power absorption amount is large), and much of the generated power can be supplied to the electric load and the first power storage device. As a result, the power consumption of the electric load can be covered without a shortage, and the malfunction of the electric load can be reliably prevented.

併せて、第３断続手段を接続状態とするので、第１蓄電装置に充電されていた電力が第２蓄電装置に供給されて、第２蓄電装置が充電される。これにより、第２蓄電装置の電圧が低下した状態でのエンジン始動時から直ちに第２蓄電装置の電圧を回復させることができる。しかも、その際、第１蓄電装置には発電電力が供給されるので、第１蓄電装置の電圧が急激に低下することがなく、第１蓄電装置の劣化も抑制される。   In addition, since the third intermittent means is connected, the power charged in the first power storage device is supplied to the second power storage device and the second power storage device is charged. Thus, the voltage of the second power storage device can be recovered immediately after the engine is started with the voltage of the second power storage device lowered. In addition, at that time, since the generated power is supplied to the first power storage device, the voltage of the first power storage device does not drop rapidly, and the deterioration of the first power storage device is also suppressed.

本発明の車両の制御装置においては、好ましくは、上記第２蓄電装置に充電された電力を降圧した上で上記電気負荷に供給するための変換器と、上記第２蓄電装置と電気負荷とを上記変換器を介して接続する降圧ラインと、上記第２蓄電装置と電気負荷とを上記変換器を介さずに接続するバイパスラインとをさらに備え、上記バイパスラインに上記第２断続手段が設けられているとともに、上記制御手段は、上記走行時充電制御の実行中に上記電圧検出手段により第２蓄電装置の電圧が上記閾値より大きい所定の基準値以上であることが検出された場合に、上記第１断続手段を接続状態、上記第２断続手段を遮断状態、上記第３断続手段を遮断状態とする通常制御に移行する。   In the vehicle control apparatus of the present invention, preferably, a converter for stepping down the electric power charged in the second power storage device and supplying it to the electric load, and the second power storage device and the electric load are provided. A step-down line connected via the converter; and a bypass line connecting the second power storage device and the electrical load without going through the converter. The second intermittent means is provided in the bypass line. And when the voltage detection means detects that the voltage of the second power storage device is greater than or equal to a predetermined reference value greater than the threshold value during execution of the traveling charge control, The process shifts to normal control in which the first intermittent means is in the connected state, the second intermittent means is in the disconnected state, and the third intermittent means is in the disconnected state.

この構成によれば、上記走行時充電制御の実行中に第２蓄電装置の電圧が基準値以上にまで回復すると、第１断続手段を接続状態、第２断続手段を遮断状態、第３断続手段を遮断状態とするので、第２蓄電装置に充電された電力が降圧ラインを通じて変換器で降圧された上で電気負荷に供給される。また、発電機で発電された電力が接続状態の第１断続手段を通じて急速充電可能な第２蓄電装置に供給される。一方、第１蓄電装置から第２蓄電装置への電力の供給が停止される。これにより、車両の減速時に集中的に発電を行ってその発電電力を回収する減速回生制御が可能になるので、減速時以外の走行シーンにおいてエンジンにかかる負担を低減でき、燃費性能を効果的に向上させることが現在のドライビングサイクル（エンジンの運転開始から運転終了までの期間）から可能になる。   According to this configuration, when the voltage of the second power storage device recovers to a reference value or more during execution of the traveling charge control, the first intermittent means is connected, the second intermittent means is disconnected, and the third intermittent means Therefore, the electric power charged in the second power storage device is stepped down by the converter through the step-down line and then supplied to the electric load. Moreover, the electric power generated by the generator is supplied to the second power storage device that can be rapidly charged through the first intermittent means in the connected state. On the other hand, the supply of power from the first power storage device to the second power storage device is stopped. This makes it possible to perform decelerating regenerative control that collects power and collects the generated power when the vehicle decelerates, reducing the burden on the engine in driving scenes other than during deceleration and effectively improving fuel efficiency. It is possible to improve from the current driving cycle (the period from the start of operation of the engine to the end of operation).

本発明の車両の制御装置においては、好ましくは、上記制御手段は、上記走行時充電制御の実行中に上記電圧検出手段により第２蓄電装置の電圧が上記閾値より大きい所定の基準値以上であることが検出される前に上記イグニッションスイッチ検出手段によりイグニッションスイッチがオフ操作されたことが検出された場合に、上記第１断続手段を接続状態、上記第２断続手段を接続状態、上記第３断続手段を遮断状態とする停止時充電制御に移行する。   In the vehicle control apparatus according to the present invention, preferably, the control means is configured such that the voltage of the second power storage device is greater than or equal to a predetermined reference value greater than the threshold value by the voltage detection means during execution of the traveling charge control. When the ignition switch detecting means detects that the ignition switch is turned off before the detection is detected, the first intermittent means is connected, the second intermittent means is connected, and the third intermittent is detected. Shift to stop-time charging control in which the means is shut off.

この構成によれば、上記走行時充電制御の実行中に第２蓄電装置の電圧が基準値以上にまで回復する前にエンジンが停止されると、第１断続手段を接続状態、第２断続手段を接続状態、第３断続手段を遮断状態とするので、第１蓄電装置に充電されていた電力が接続状態の第１断続手段および第２断続手段を通じて第２蓄電装置に供給され、第２蓄電装置の充電がエンジン停止後も引き続き行われる。そして、この充電により第２蓄電装置の電圧が回復すると、次回エンジンが始動されたときには上記走行時充電制御を実行することが不要となるので、発電機での発電電力を、接続状態の第１断続手段を通じて急速充電可能な第２蓄電装置に供給することが可能になる。これにより、車両の減速時に集中的に発電を行ってその発電電力を回収する減速回生制御が可能になるので、減速時以外の走行シーンにおいてエンジンにかかる負担を低減でき、燃費性能を効果的に向上させることが次回のドライビングサイクルから可能になる。   According to this configuration, when the engine is stopped before the voltage of the second power storage device recovers to the reference value or more during execution of the traveling charge control, the first intermittent means is connected to the second intermittent means. In the connected state and the third intermittent means in the disconnected state, the electric power charged in the first electrical storage device is supplied to the second electrical storage device through the first intermittent means and the second intermittent means in the connected state, The device will continue to be charged after the engine stops. Then, when the voltage of the second power storage device is restored by this charging, it is not necessary to execute the above charging control when the engine is started next time. Therefore, the power generated by the generator is connected to the first connected state. It becomes possible to supply to the 2nd electrical storage apparatus which can be rapidly charged through an interruption means. This makes it possible to perform decelerating regenerative control that collects power and collects the generated power when the vehicle decelerates, reducing the burden on the engine in driving scenes other than during deceleration and effectively improving fuel efficiency. It will be possible to improve from the next driving cycle.

本発明の車両の制御装置においては、好ましくは、上記制御手段は、上記通常制御の実行中に上記イグニッションスイッチ検出手段によりイグニッションスイッチがオフ操作されたことが検出された場合に、上記第１断続手段を遮断状態とする停止時放電抑制制御に移行する。   In the vehicle control apparatus of the present invention, it is preferable that the control means is configured to perform the first intermittent operation when the ignition switch detecting means detects that the ignition switch is turned off during the execution of the normal control. The process proceeds to stop discharge suppression control in which the means is shut off.

この構成によれば、上記通常制御の実行中にエンジンが停止されると、上記第１断続手段を遮断状態とするので、第２蓄電装置に充電された電力がエンジン停止中に暗電流として発電機や変換器に流れることが防がれる。そのため、エンジン停止中の第２蓄電装置の電圧低下が抑制される。   According to this configuration, when the engine is stopped during the execution of the normal control, the first intermittent means is turned off, so that the power charged in the second power storage device is generated as a dark current while the engine is stopped. It is prevented from flowing into the machine and the converter. Therefore, the voltage drop of the second power storage device while the engine is stopped is suppressed.

本発明の車両の制御装置においては、好ましくは、上記制御手段は、上記停止時充電制御の実行中に上記電圧検出手段により第２蓄電装置の電圧が上記基準値以上であることが検出された場合に、上記第１断続手段を遮断状態とする停止時放電抑制制御に移行する。   In the vehicle control apparatus of the present invention, preferably, the control means detects that the voltage of the second power storage device is equal to or higher than the reference value by the voltage detection means during execution of the stop-time charge control. In this case, the process proceeds to stop-time discharge suppression control in which the first intermittent means is shut off.

この構成によれば、上記停止時充電制御の実行中に第２蓄電装置の電圧が基準値以上にまで回復すると、上記第１断続手段を遮断状態とするので、第２蓄電装置に充電された電力がエンジン停止中に暗電流として発電機や変換器に流れることが防がれる。そのため、エンジン停止中の第２蓄電装置の電圧低下が抑制される。   According to this configuration, when the voltage of the second power storage device recovers to a reference value or higher during execution of the stop-time charging control, the first intermittent means is turned off, so that the second power storage device is charged. Electric power is prevented from flowing to the generator or converter as dark current while the engine is stopped. Therefore, the voltage drop of the second power storage device while the engine is stopped is suppressed.

本発明の車両の制御装置においては、好ましくは、上記第１蓄電装置と第２蓄電装置とを接続する充電ラインをさらに備え、上記充電ラインに上記第３断続手段が抵抗と直列に設けられている。   In the vehicle control device of the present invention, preferably, the vehicle control device further includes a charging line that connects the first power storage device and the second power storage device, and the third interrupting means is provided in series with the resistor in the charging line. Yes.

この構成によれば、上記走行時充電制御の実行中に、接続状態の第３断続手段を通じて第１蓄電装置から第２蓄電装置に電力が供給されて第２蓄電装置が充電される際に、その電流量が抵抗の存在により低目に抑えられる。そのため、第１蓄電装置の電圧が急激に低下することがより一層確実に抑制される。   According to this configuration, during the execution of the traveling charge control, when power is supplied from the first power storage device to the second power storage device through the third intermittent means in the connected state and the second power storage device is charged, The amount of current is suppressed to a low level by the presence of resistance. For this reason, the voltage of the first power storage device is more reliably suppressed from rapidly decreasing.

本発明の車両の制御装置においては、好ましくは、上記発電機と第２蓄電装置とを接続する給電ラインと、上記第２蓄電装置に充電された電力を降圧した上で上記電気負荷に供給するための変換器と、上記発電機と第１蓄電装置および電気負荷とを接続するとともに、上記第２蓄電装置と電気負荷とを上記変換器を介さずに接続するバイパスラインと、上記第２蓄電装置と第１蓄電装置および電気負荷とを上記変換器を介して接続する降圧ラインと、上記降圧ラインの上記変換器よりも第２蓄電装置側の点と上記給電ラインの第２蓄電装置寄りの点とを接続する充電ラインとをさらに備え、上記給電ラインにおける上記充電ラインとの接続点よりも発電機側に上記第１断続手段が設けられ、上記バイパスラインに上記第２断続手段が設けられ、上記充電ラインに上記第３断続手段が設けられている。   In the vehicle control device of the present invention, preferably, the power supply line connecting the generator and the second power storage device, and the electric power charged in the second power storage device are stepped down and supplied to the electric load. Converter, a bypass line for connecting the generator, the first power storage device and the electrical load, and connecting the second power storage device and the electrical load without going through the converter, and the second power storage A step-down line connecting the device, the first power storage device and the electric load via the converter, a point of the step-down line closer to the second power storage device than the converter, and the power supply line closer to the second power storage device A charging line for connecting a point to the charging line, wherein the first interrupting means is provided on the generator side of the power supply line with respect to the charging line and the second interrupting means is provided on the bypass line. The third disconnecting means is provided in the charging line.

この構成によれば、上記走行時充電制御の実行中に、接続状態の第３断続手段を通じて第１蓄電装置から第２蓄電装置に電力が供給されて第２蓄電装置が充電される際に、変換器を経由して第１蓄電装置から第２蓄電装置に電力が供給される。   According to this configuration, during the execution of the traveling charge control, when power is supplied from the first power storage device to the second power storage device through the third intermittent means in the connected state and the second power storage device is charged, Electric power is supplied from the first power storage device to the second power storage device via the converter.

本発明の車両の制御装置においては、好ましくは、上記変換器は、電力を降圧する際の当該電力の流れと反対方向に流れる電力に対しては、電圧を昇圧する。   In the vehicle control apparatus according to the present invention, preferably, the converter boosts a voltage with respect to power flowing in a direction opposite to the flow of power when the power is stepped down.

この構成によれば、上記走行時充電制御の実行中に、接続状態の第３断続手段を通じて第１蓄電装置から第２蓄電装置に電力が供給されて第２蓄電装置が充電される際に、昇圧された電力が第２蓄電装置に供給されるので、昇圧されない電力が供給される場合と比べて、短時間で第２蓄電装置の電圧を回復させることができる。   According to this configuration, during the execution of the traveling charge control, when power is supplied from the first power storage device to the second power storage device through the third intermittent means in the connected state and the second power storage device is charged, Since the boosted power is supplied to the second power storage device, the voltage of the second power storage device can be recovered in a shorter time compared to a case where power that is not boosted is supplied.

本発明によれば、車両の長期放置等が原因で蓄電装置の電圧が低下した場合でも、電気負荷に安定的に電力を供給することができ、かつ蓄電装置の電圧を早期に回復させることが可能な電源装置を備えた車両の制御装置が提供される。   According to the present invention, even when the voltage of the power storage device decreases due to, for example, the vehicle being left for a long time, the power can be stably supplied to the electric load, and the voltage of the power storage device can be recovered early. There is provided a control device for a vehicle including a possible power supply device.

本発明の一実施形態にかかる電源装置を備えた車両の電気的構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a vehicle including a power supply device according to an embodiment of the present invention. 上記電源装置の制御系統を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the said power supply device. エンジンの始動時および停止時に行われる制御の具体的手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific procedure of the control performed at the time of engine starting and a stop. 図３におけるステップＳ４〜Ｓ６の制御（走行時充電制御）が実行された場合に実現される電気の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of electricity implement | achieved when control (charge control at the time of driving | running | working) of step S4-S6 in FIG. 3 is performed. 図３におけるステップＳ９〜Ｓ１１の制御（通常制御）が実行された場合に実現される電気の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of electricity implement | achieved when control (normal control) of step S9-S11 in FIG. 3 is performed. 図３におけるステップＳ１５〜Ｓ１７の制御（停止時充電制御）が実行された場合に実現される電気の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of electricity implement | achieved when control (charge control at the time of stop) of step S15-S17 in FIG. 3 is performed. 上記実施形態の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the said embodiment.

（１）車両の全体構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる電源装置を備えた車両の電気的構成を示す回路図である（図３におけるステップＳ１３の制御（停止時放電抑制制御）が実行された場合の説明図でもある）。本図に示される車両は、エンジンルームに設けられた図外のディーゼルエンジン（以下、単にエンジンともいう）から動力を得て発電するオルタネータ１と、オルタネータ１と電気的に接続され、オルタネータ１で発電された電力を蓄えるバッテリ２およびキャパシタ３と、オルタネータ１で発電された電力を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ４と、電力を消費する各種電装品からなる電気負荷５と、エンジンの始動時に駆動されてエンジンをクランキングするスタータ６とを備えている。なお、オルタネータ１は請求項にいう「発電機」に相当し、バッテリ２は請求項にいう「第１蓄電装置」に相当し、キャパシタ３は請求項にいう「第２蓄電装置」に相当し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は請求項にいう「変換器」に相当する。 (1) Overall Configuration of Vehicle FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a vehicle equipped with a power supply device according to an embodiment of the present invention (control in step S13 in FIG. 3 (stop discharge suppression control). (It is also an explanatory diagram in case that is executed). The vehicle shown in this figure is connected to an alternator 1 that generates power by generating power from a diesel engine (hereinafter also simply referred to as an engine) that is not shown in the engine room, and is electrically connected to the alternator 1. The battery 2 and the capacitor 3 that store the generated power, the DC / DC converter 4 that steps down the power generated by the alternator 1, the electric load 5 that includes various electrical components that consume power, and the engine that is driven when the engine is started. And a starter 6 for cranking the engine. The alternator 1 corresponds to a “generator” in the claims, the battery 2 corresponds to a “first power storage device” in the claims, and the capacitor 3 corresponds to a “second power storage device” in the claims. The DC / DC converter 4 corresponds to a “converter” in the claims.

オルタネータ１は、エンジンの出力軸と連動して回転するロータを磁界中で回転させることにより発電を行うもので、磁界を発生されるフィールドコイルへの印加電流の増減に応じて最大２５Ｖまでの範囲で発電電力を調節することが可能である。また、オルタネータ１には、発電された交流電力を直流電力に変換する整流器（図示省略）が内蔵されている。つまり、オルタネータ１で発電された電力は、この整流器で直流に変換された後に各部に送電される。   The alternator 1 generates power by rotating a rotor that rotates in conjunction with the output shaft of an engine in a magnetic field. The alternator 1 has a range of up to 25 V depending on the increase or decrease of the current applied to the field coil that generates the magnetic field. It is possible to adjust the generated power. The alternator 1 also includes a rectifier (not shown) that converts the generated AC power into DC power. That is, the electric power generated by the alternator 1 is converted into direct current by this rectifier and then transmitted to each part.

バッテリ２は、車両用の蓄電装置として一般的な公称電圧１２Ｖの鉛蓄電池である。このようなバッテリ２は、化学反応によって電気エネルギーを蓄えるものであるため、急速な充放電には不向きであるが、充電容量を確保し易いため、比較的多量の電力を蓄えることができるという特性がある。   The battery 2 is a lead storage battery having a nominal voltage of 12 V, which is a common power storage device for vehicles. Since such a battery 2 stores electrical energy by a chemical reaction, it is not suitable for rapid charge / discharge, but it has a characteristic that it can store a relatively large amount of power because it easily secures a charge capacity. There is.

キャパシタ３は、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）を複数個連結して大容量化したもので、最大２５Ｖまで充電することが可能である。このようなキャパシタ３は、上記バッテリ２とは異なり、電解質イオンの物理的な吸着によって電気を蓄えるものであるため、比較的急速な充放電が可能で、内部抵抗も少ないという特性がある。   The capacitor 3 has a large capacity by connecting a plurality of electric double layer capacitors (EDLC), and can be charged up to 25V. Unlike the battery 2, the capacitor 3 stores electricity by physical adsorption of electrolyte ions, and therefore has a characteristic that it can be charged / discharged relatively quickly and has a low internal resistance.

ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、内蔵するスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ（スイッチング動作）によって電圧を変化させるスイッチング方式のものである。なお、本実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、オルタネータ１またはキャパシタ３の側から電気負荷５またはバッテリ２の側に（つまり図中左側から右側に）供給される電力の電圧をスイッチング動作により降圧する機能を有しているが、これ以外の機能、例えば上記とは反対方向への（つまり図中右側から左側への）電力の供給を許容したり、電圧を昇圧したりする機能は有していない。   The DC / DC converter 4 is of a switching type in which a voltage is changed by ON / OFF (switching operation) of a built-in switching element. In the present embodiment, the DC / DC converter 4 is configured to switch the voltage of power supplied from the alternator 1 or the capacitor 3 side to the electric load 5 or the battery 2 side (that is, from the left side to the right side in the figure) by a switching operation. It has a function to step down the voltage, but other functions such as a function to allow power supply in the opposite direction (that is, from the right side to the left side in the figure) and to increase the voltage are provided. Not done.

オルタネータ１とキャパシタ３とは給電用の第１ライン（請求項にいう「給電ライン」に相当）７を介して互いに接続されている。第１ライン７からは第２ライン（請求項にいう「降圧ライン」に相当）８が分岐しており、この第２ライン８の途中にＤＣ／ＤＣコンバータ４が介設されている。第２ライン８からは第３ライン９が分岐しており、この第３ライン９を介してバッテリ２と第２ライン８とが互いに接続されている。第３ライン９からは第４ライン１０が分岐しており、この第４ライン１０を介してスタータ６とバッテリ２とが互いに接続されている。   The alternator 1 and the capacitor 3 are connected to each other via a first power supply line 7 (corresponding to a “power supply line” in the claims). A second line (corresponding to a “step-down line” in the claims) 8 branches from the first line 7, and a DC / DC converter 4 is interposed in the middle of the second line 8. A third line 9 branches from the second line 8, and the battery 2 and the second line 8 are connected to each other via the third line 9. A fourth line 10 branches from the third line 9, and the starter 6 and the battery 2 are connected to each other via the fourth line 10.

第１ライン７における第２ライン８との分岐点からキャパシタ３までの間の部位には、オルタネータ１とキャパシタ３との接続を断続するためのキャパシタ遮断リレー１２が設けられている。キャパシタ遮断リレー１２は、請求項にいう「第１断続手段」に相当するもので、オルタネータ１からキャパシタ３への給電を許可するオン状態（閉：接続状態）と、同給電を遮断するオフ状態（開：遮断状態）とに切り替え可能とされている。   A capacitor cutoff relay 12 for interrupting the connection between the alternator 1 and the capacitor 3 is provided at a portion between the branch point of the first line 7 and the second line 8 and the capacitor 3. The capacitor cutoff relay 12 corresponds to the “first interrupting means” in the claims, and is in an on state (closed: connected state) that permits power supply from the alternator 1 to the capacitor 3 and in an off state that shuts off the power supply. It is possible to switch to (open: shut-off state).

さらに、第１ライン７からは第２ライン８と並列にバイパスライン１１が分岐しており、このバイパスライン１１はＤＣ／ＤＣコンバータ４よりも出力側に位置する第２ライン８の途中部に接続されている。つまり、バイパスライン１１は、オルタネータ１と電気負荷５とをＤＣ／ＤＣコンバータ４を介さずに接続するとともに、バッテリ２とキャパシタ３とをＤＣ／ＤＣコンバータ４を介さずに接続するものである。これらの接続を断続するために、バイパスライン１１にはバイパスリレー１３が設けられている。バイパスリレー１３は、請求項にいう「第２断続手段」に相当するもので、バイパスライン１１を通じた（ＤＣ／ＤＣコンバータ４をバイパスした）給電を許可するオン状態（閉：接続状態）と、同給電を遮断するオフ状態（開：遮断状態）とに切り替え可能とされている。   Further, a bypass line 11 branches from the first line 7 in parallel with the second line 8, and this bypass line 11 is connected to the middle part of the second line 8 located on the output side of the DC / DC converter 4. Has been. That is, the bypass line 11 connects the alternator 1 and the electric load 5 without using the DC / DC converter 4 and connects the battery 2 and the capacitor 3 without using the DC / DC converter 4. In order to intermittently connect these connections, the bypass line 11 is provided with a bypass relay 13. The bypass relay 13 corresponds to the “second intermittent means” in the claims, and is in an on state (closed: connected state) that permits power feeding through the bypass line 11 (bypassing the DC / DC converter 4), It is possible to switch to an off state (open: cut-off state) that cuts off the power supply.

電気負荷５には、ドライバーによるステアリング操作を電気モータ等の駆動力を用いてアシストする電動式のパワーステアリング機構２１（以下、ＥＰＡＳと略称する）の他、エアコン２２、オーディオ２３等が含まれている。これらＥＰＡＳ２１、エアコン２２、オーディオ２３等の電気負荷は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４が設けられた第２ライン８か、またはＤＣ／ＤＣコンバータ４が設けられていないバイパスライン１１を介して、第１ライン７と接続されている。   The electric load 5 includes an electric power steering mechanism 21 (hereinafter abbreviated as EPAS) for assisting a steering operation by a driver with a driving force of an electric motor or the like, an air conditioner 22, an audio 23, and the like. Yes. The electric loads such as the EPAS 21, the air conditioner 22, and the audio 23 are supplied to the first line via the second line 8 provided with the DC / DC converter 4 or the bypass line 11 provided with no DC / DC converter 4. 7 is connected.

さらに、本実施形態の電気負荷５には、上記ＥＰＡＳ２１等の電気負荷以外に、ＰＴＣヒータ２５およびグロープラグ２６も含まれている。ＰＴＣヒータ２５は、通電加熱により室内を暖房するためのヒータであり、グロープラグ２６は、エンジン（本実施形態ではディーゼルエンジン）の冷間始動時に通電加熱によりエンジンの燃焼室を温めるためのヒータである。グロープラグ２６は、スタータ６と並列にバッテリ２に接続されているが、ＰＴＣヒータ２５は、最大２５Ｖでも安定して作動するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ４に対してオルタネータ１およびキャパシタ３側に配置されている。   Furthermore, the electrical load 5 of the present embodiment includes a PTC heater 25 and a glow plug 26 in addition to the electrical load such as the EPAS 21 described above. The PTC heater 25 is a heater for heating the room by energization heating, and the glow plug 26 is a heater for warming the combustion chamber of the engine by energization heating when the engine (diesel engine in this embodiment) is cold started. is there. Although the glow plug 26 is connected to the battery 2 in parallel with the starter 6, the PTC heater 25 operates stably even at a maximum of 25 V, and is thus arranged on the alternator 1 and capacitor 3 side with respect to the DC / DC converter 4. Has been.

以上に加えて、本実施形態では、バッテリ２とキャパシタ３とを接続する充電ライン１４が設けられている。充電ライン１４は、第３ライン９上の点と、第１ライン７におけるキャパシタ遮断リレー１２よりもキャパシタ３寄りの点との間に介設されている。そして、この充電ライン１４にバッテリ２とキャパシタ３との接続を断続するための充電リレー１５が抵抗１６と直列に設けられている。充電リレー１５は、請求項にいう「第３断続手段」に相当するもので、充電ライン１４を通じたバッテリ２からキャパシタ３への給電を許可するオン状態（閉：接続状態）と、同給電を遮断するオフ状態（開：遮断状態）とに切り替え可能とされている。   In addition to the above, in the present embodiment, a charging line 14 that connects the battery 2 and the capacitor 3 is provided. The charging line 14 is interposed between a point on the third line 9 and a point closer to the capacitor 3 than the capacitor cutoff relay 12 in the first line 7. In addition, a charging relay 15 for connecting and disconnecting the battery 2 and the capacitor 3 to the charging line 14 is provided in series with the resistor 16. The charging relay 15 corresponds to the “third intermittent means” in the claims. The charging relay 15 is in an on state (closed: connected state) in which power supply from the battery 2 to the capacitor 3 through the charging line 14 is permitted, and the power supply is performed. It is possible to switch to an off state (open: cut-off state) for blocking.

（２）制御系統
図２は、本実施形態の車両用電源装置の制御系統を示すブロック図である。本図に示すように、上述したオルタネータ１、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、スタータ６、キャパシタ遮断リレー１２、バイパスリレー１３、充電リレー１５、電気負荷５（ＥＰＡＳ２１、エアコン２２、オーディオ２３、…）等の部品は、各種信号線を介してコントローラ３０と接続されており、コントローラ３０からの指令に基づき制御される。コントローラ３０は、従来周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータであり、請求項にいう「制御手段」に相当するものである。 (2) Control System FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the vehicle power supply device of this embodiment. As shown in this figure, the alternator 1, the DC / DC converter 4, the starter 6, the capacitor cutoff relay 12, the bypass relay 13, the charging relay 15, the electric load 5 (EPAS 21, air conditioner 22, audio 23,. The component is connected to the controller 30 via various signal lines, and is controlled based on a command from the controller 30. The controller 30 is a microcomputer including a conventionally known CPU, ROM, RAM, and the like, and corresponds to “control means” in the claims.

また、コントローラ３０は、車両に設けられた各種センサ類と信号線を介して接続されている。具体的に、本実施形態の車両には、電圧センサＳＮ１、運転状態検出手段ＳＮ２、イグニッションスイッチセンサＳＮ３、およびその他スイッチ検出手段ＳＮ４が設けられており、これらのセンサ類により検出された情報がコントローラ３０に逐次入力されるようになっている。   The controller 30 is connected to various sensors provided in the vehicle via signal lines. Specifically, the vehicle of this embodiment is provided with a voltage sensor SN1, an operation state detection means SN2, an ignition switch sensor SN3, and other switch detection means SN4, and information detected by these sensors is a controller. 30 are sequentially input.

電圧センサＳＮ１は、図１にも示すように、キャパシタ３の電圧（キャパシタ電圧）を検出するセンサであり、請求項にいう「電圧検出手段」に相当するものである。   As shown in FIG. 1, the voltage sensor SN1 is a sensor that detects the voltage of the capacitor 3 (capacitor voltage), and corresponds to “voltage detection means” in the claims.

運転状態検出手段ＳＮ２は、車両もしくはエンジンの状態に関する物理量を検出するセンサ類の総称であり、例えば、車両の走行速度を検出する車速センサ、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度センサ、アクセルペダルやブレーキペダルの操作量または操作力を検出するアクセル／ブレーキセンサ等が含まれる。この運転状態検出手段ＳＮ２からの入力情報に基づいて、コントローラ３０は、例えば、車両が減速しているか加速しているか、減速／加速の度合いはどの程度かといった情報を得ることができる。   The driving state detection means SN2 is a generic term for sensors that detect physical quantities related to the state of the vehicle or engine. For example, a vehicle speed sensor that detects the traveling speed of the vehicle, an engine rotation speed sensor that detects the rotation speed of the engine, and an accelerator pedal. And an accelerator / brake sensor that detects an operation amount or an operation force of the brake pedal. Based on the input information from the driving state detection means SN2, the controller 30 can obtain information such as whether the vehicle is decelerating or accelerating and the degree of deceleration / acceleration.

イグニッションスイッチセンサＳＮ３は、エンジンを始動または停止する際にドライバーにより操作される図外のイグニッションスイッチの操作状態を検出するセンサであり、請求項にいう「イグニッションスイッチ検出手段」に相当するものである。   The ignition switch sensor SN3 is a sensor for detecting an operation state of an unillustrated ignition switch operated by a driver when starting or stopping the engine, and corresponds to “ignition switch detection means” in the claims. .

その他スイッチ検出手段ＳＮ４は、イグニッションスイッチ以外のスイッチ類の操作状態を検出するセンサの総称であり、例えばエアコンやオーディオ等の操作スイッチの操作状態を検出するセンサ等が含まれる。   The other switch detection means SN4 is a generic term for sensors that detect operation states of switches other than the ignition switch, and includes, for example, sensors that detect operation states of operation switches such as an air conditioner and an audio.

コントローラ３０は、上記各センサ類ＳＮ１〜ＳＮ４からの入力情報に基づいて、オルタネータ１による電力発電量、ＤＣ／ＤＣコンバータ４による降圧動作、電気負荷５およびスタータ６の駆動／停止、リレー１２，１３，１５のオン／オフ操作等を制御する。以下、このコントローラ３０による制御動作の具体例について詳しく説明する。   Based on the input information from each of the sensors SN1 to SN4, the controller 30 generates power generated by the alternator 1, a step-down operation by the DC / DC converter 4, driving / stopping the electric load 5 and the starter 6, relays 12, 13 , 15 on / off operation and the like are controlled. Hereinafter, a specific example of the control operation by the controller 30 will be described in detail.

（３）制御動作
本実施形態の車両用電源装置は、車両の減速時に集中的に発電を行ういわゆる減速回生制御を実行可能である。このため、車両の走行中、電源装置の各部は、コントローラ３０によって次のように制御される。 (3) Control operation The vehicle power supply device of the present embodiment can execute so-called deceleration regeneration control in which power generation is concentrated when the vehicle is decelerated. For this reason, during traveling of the vehicle, each part of the power supply device is controlled by the controller 30 as follows.

車両の減速時は、オルタネータ１による発電が積極的に行われて、最大で２５Ｖの発電電力が生成される。このオルタネータ１での発電電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４によって１２Ｖまで降圧された後に電気負荷５に供給される。また、電気負荷５での消費電力を超える余剰の電力は、キャパシタ３に供給されて充電される。キャパシタ３は、既に説明したように急速な充電が可能であるため、余剰電力はキャパシタ３によって効率よく回収されることになる。ただし、キャパシタ３が既に満充電状態（２５Ｖ）にある場合には、キャパシタ３にそれ以上充電することができないため、余剰電力はバッテリ２の充電に回される。   At the time of deceleration of the vehicle, power generation by the alternator 1 is actively performed, and generated power of 25 V at maximum is generated. The electric power generated by the alternator 1 is stepped down to 12V by the DC / DC converter 4 and then supplied to the electric load 5. Further, surplus power exceeding the power consumption in the electric load 5 is supplied to the capacitor 3 and charged. Since the capacitor 3 can be rapidly charged as already described, surplus power is efficiently recovered by the capacitor 3. However, when the capacitor 3 is already in a fully charged state (25 V), the capacitor 3 cannot be charged any more, so surplus power is sent to charge the battery 2.

一方、車両の減速時以外の走行シーンでは、オルタネータ１からエンジンに加わる抵抗を少なくするために、オルタネータ１による発電が極力抑制される。例えば、オルタネータ１による発電が行われないとき、電気負荷５での消費電力は、主にキャパシタ３の充電電力によって賄われる。つまり、キャパシタ３に充電されていた最大で２５Ｖの電力が、ＤＣ／ＤＣコンバータ４により１２Ｖまで降圧された後に電気負荷５に供給される。ただし、キャパシタ電圧が十分に高くない場合、もしくは電気負荷５での消費電力が比較的多い場合には、キャパシタ３の充電電力だけでは電気負荷５での消費電力を賄うことができない。そこで、このような場合には、オルタネータ１での発電が必要最小限行われて、このオルタネータ１で発電された電力が利用されるとともに、必要に応じてバッテリ２から放電される電力も利用される。このような制御により、車両の走行中のキャパシタ３の充電電力は、常にある一定のレベル以上に保たれる。本実施形態では、キャパシタ電圧が１２〜２５Ｖの範囲に収まるように、キャパシタ３への充放電が制御される。   On the other hand, in a driving scene other than when the vehicle is decelerating, power generation by the alternator 1 is suppressed as much as possible in order to reduce the resistance applied from the alternator 1 to the engine. For example, when power generation by the alternator 1 is not performed, power consumption in the electric load 5 is mainly provided by charging power of the capacitor 3. In other words, the maximum 25 V power charged in the capacitor 3 is stepped down to 12 V by the DC / DC converter 4 and then supplied to the electric load 5. However, when the capacitor voltage is not sufficiently high, or when the power consumption at the electric load 5 is relatively large, the power consumption at the electric load 5 cannot be covered only by the charging power of the capacitor 3. Therefore, in such a case, the power generation by the alternator 1 is performed to the minimum necessary, and the power generated by the alternator 1 is used, and the power discharged from the battery 2 is also used as necessary. . By such control, the charging power of the capacitor 3 while the vehicle is traveling is always kept above a certain level. In the present embodiment, charging / discharging of the capacitor 3 is controlled so that the capacitor voltage falls within the range of 12 to 25V.

上記のように、本実施形態では、車両の減速時には主にオルタネータ１からＤＣ／ＤＣコンバータ４を通じて電気負荷５に電力が供給され、車両の減速時以外はキャパシタ３からＤＣ／ＤＣコンバータ４を通じて電気負荷５に電力が供給される。このため、車両の走行中は、原則として、バイパスライン１１を通じた給電が行われることはなく、キャパシタ３が第１ライン７から切り離されることもない。このため、図５に示すように、バイパスリレー１３は常に遮断状態に維持され、キャパシタ遮断リレー１２は常に接続状態に維持される。   As described above, in this embodiment, power is supplied mainly from the alternator 1 to the electric load 5 through the DC / DC converter 4 when the vehicle is decelerated, and from the capacitor 3 through the DC / DC converter 4 except when the vehicle is decelerated. Electric power is supplied to the load 5. For this reason, during traveling of the vehicle, in principle, power feeding through the bypass line 11 is not performed, and the capacitor 3 is not disconnected from the first line 7. For this reason, as shown in FIG. 5, the bypass relay 13 is always maintained in the disconnected state, and the capacitor disconnecting relay 12 is always maintained in the connected state.

しかしながら、車両が長期間放置された後にエンジンが始動されたような場合には、キャパシタ３の自然放電によってキャパシタ電圧が大幅に低下していることが想定される。このような状況下において、上述した通常どおりのリレー操作を実行すると（つまりバイパスリレー１３を遮断状態にしてキャパシタ遮断リレー１２を接続状態にすると）、次のような不具合が生じる。   However, when the engine is started after the vehicle has been left for a long time, it is assumed that the capacitor voltage is greatly reduced due to the spontaneous discharge of the capacitor 3. Under such circumstances, when the normal relay operation described above is executed (that is, when the bypass relay 13 is turned off and the capacitor cutoff relay 12 is turned on), the following problems occur.

キャパシタ電圧が大幅に低下している状態で、キャパシタ遮断リレー１２を接続状態にしたままエンジンが始動されると、その後直ぐにオルタネータ１による発電を開始しても、その発電電力は、自ずと電圧の低いキャパシタ３へと供給されるので、オルタネータ１から電気負荷５に対しほとんど電力が供給されなくなる。このため、キャパシタ３が十分に充電されてその電圧が回復するまで（例えば１２Ｖ以上となるまで）の間（１５〜６０秒程度）は、電気負荷５での消費電力は、そのほとんどがバッテリ２からの放電電力によって賄われることになる。このとき、バッテリ２の電圧（バッテリ電圧）はスタータ６駆動時の大電流消費に伴い低下しているから、バッテリ２から電気負荷５に供給される電力は少なくならざるを得ない。このような状況下で、例えばＥＰＡＳ（電動パワーステアリング機構）２１のような比較的消費電力の多い電気負荷が作動すると、各電気負荷に供給されるバッテリ電圧がさらに低下するので、電気負荷の作動不良や機能失陥が起きたり、最悪のケースでは、コントローラ３０に供給される電力の電圧が必要最小電圧（マイコンを正常に作動させるのに必要な下限の電圧）を下回ってエンストが起きる可能性がある。   If the engine is started while the capacitor voltage is greatly reduced and the capacitor cutoff relay 12 is kept connected, even if power generation by the alternator 1 is started immediately thereafter, the generated power is naturally low in voltage. Since power is supplied to the capacitor 3, almost no power is supplied from the alternator 1 to the electric load 5. For this reason, until the capacitor 3 is fully charged and its voltage recovers (for example, until it reaches 12 V or more) (about 15 to 60 seconds), most of the power consumption in the electric load 5 is the battery 2. It will be covered by the discharge power from. At this time, since the voltage of the battery 2 (battery voltage) decreases with the large current consumption when the starter 6 is driven, the power supplied from the battery 2 to the electric load 5 must be reduced. Under such circumstances, when an electric load with relatively high power consumption, such as an EPAS (Electric Power Steering Mechanism) 21, for example, operates, the battery voltage supplied to each electric load further decreases. In the worst case, a malfunction or malfunction may occur, and the voltage of the power supplied to the controller 30 may be lower than the necessary minimum voltage (the lower limit voltage necessary for normal operation of the microcomputer). There is.

そこで、このような不具合を防止すべく、本実施形態では、エンジンの始動時および停止時に、次のような制御が行われる。   Therefore, in order to prevent such a problem, in the present embodiment, the following control is performed when the engine is started and stopped.

図３は、エンジンの始動時および停止時にコントローラ３０により行われる制御の具体的手順を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing a specific procedure of control performed by the controller 30 when the engine is started and stopped.

すなわち、コントローラ３０は、ステップＳ１で、イグニッションスイッチセンサＳＮ３からの入力情報に基づいて、イグニッションスイッチがオン操作されたか否か（つまりドライバーがエンジンを始動させる操作を行ったか否か）を判定する。その結果、ＹＥＳの場合、コントローラ３０は、ステップＳ２で、スタータ６を駆動するなどしてエンジンを始動する。   That is, in step S1, the controller 30 determines whether or not the ignition switch has been turned on based on the input information from the ignition switch sensor SN3 (that is, whether or not the driver has performed an operation to start the engine). As a result, in the case of YES, the controller 30 starts the engine by driving the starter 6 in step S2.

次いで、コントローラ３０は、ステップＳ３で、電圧センサＳＮ１からの入力情報に基づいて、キャパシタ電圧が８Ｖ（請求項にいう「所定の閾値」に相当する）未満であるか否かを判定する。ここで、キャパシタ電圧が８Ｖ未満の状態とは、車両が長期間放置されるなどしてキャパシタ電圧が大幅に低下している状態（バッテリ電圧よりも低下している状態）である。   Next, in step S3, the controller 30 determines whether or not the capacitor voltage is less than 8 V (corresponding to a “predetermined threshold” in the claims) based on input information from the voltage sensor SN1. Here, the state in which the capacitor voltage is less than 8 V is a state in which the capacitor voltage is greatly reduced (a state in which the voltage is lower than the battery voltage) due to the vehicle being left for a long period of time.

その結果、ＹＥＳの場合、コントローラ３０は、ステップＳ４〜Ｓ６で、キャパシタ遮断リレー１２を遮断状態、バイパスリレー１３を接続状態、充電リレー１５を接続状態とする走行時充電制御を実行する。また、コントローラ３０は、ステップＳ７で、オルタネータ１のフィールドコイルに電流を印加してオルタネータ１に発電を行わせる。ただし、オルタネータ１は、この走行時充電制御の実行中は、電気負荷５およびバッテリ２を保護するため、１２Ｖで発電する。   As a result, in the case of YES, in Steps S4 to S6, the controller 30 executes running charge control in which the capacitor disconnecting relay 12 is disconnected, the bypass relay 13 is connected, and the charging relay 15 is connected. In step S7, the controller 30 applies current to the field coil of the alternator 1 to cause the alternator 1 to generate power. However, the alternator 1 generates electricity at 12 V in order to protect the electric load 5 and the battery 2 during execution of the on-running charging control.

この走行時充電制御が実行されると、図４に示すように、オルタネータ１で発電された電力が、接続状態にあるバイパスリレー１３を通じて（つまりＤＣ／ＤＣコンバータ４をバイパスして）電気負荷５およびバッテリ２へと供給される。一方、キャパシタ遮断リレー１２は遮断状態にあるので、オルタネータ１での発電電力がキャパシタ３に供給されることはない。また、充電リレー１５は接続状態にあるので、充電ライン１４を介してバッテリ２からキャパシタ３に電流が流れ、キャパシタ３がバッテリ２によって充電される。このとき、バッテリ２に対してはオルタネータ１によって発電電力が供給されているので、バッテリ電圧の急低下も抑制される。   When the running charging control is executed, as shown in FIG. 4, the electric power generated by the alternator 1 passes through the bypass relay 13 in a connected state (that is, bypasses the DC / DC converter 4) and the electric load 5. And supplied to the battery 2. On the other hand, since the capacitor cutoff relay 12 is in the cutoff state, the power generated by the alternator 1 is not supplied to the capacitor 3. Further, since the charging relay 15 is in a connected state, a current flows from the battery 2 to the capacitor 3 via the charging line 14, and the capacitor 3 is charged by the battery 2. At this time, since the generated power is supplied to the battery 2 by the alternator 1, a sudden drop in the battery voltage is also suppressed.

次いで、コントローラ３０は、ステップＳ８で、上記走行時充電制御の実行に伴い、キャパシタ電圧が１２Ｖ（請求項にいう「所定の基準値」に相当する）以上となったか否かを判定し、ＹＥＳの場合、ステップＳ９に進み、ＮＯの場合、ステップＳ１４に進む。ここで、キャパシタ電圧が１２Ｖ以上の状態とは、キャパシタ電圧がバッテリ電圧まで回復した状態である。   Next, in step S8, the controller 30 determines whether or not the capacitor voltage has become equal to or higher than 12V (corresponding to the “predetermined reference value” in the claims) in accordance with the execution of the running charge control. In the case of NO, the process proceeds to step S9, and in the case of NO, the process proceeds to step S14. Here, the state where the capacitor voltage is 12 V or more is a state where the capacitor voltage is recovered to the battery voltage.

コントローラ３０は、ステップＳ９〜Ｓ１１で、キャパシタ遮断リレー１２を接続状態、バイパスリレー１３を遮断状態、充電リレー１５を遮断状態とする通常制御を実行する。   In Steps S9 to S11, the controller 30 executes normal control in which the capacitor cutoff relay 12 is in the connected state, the bypass relay 13 is in the disconnected state, and the charging relay 15 is in the disconnected state.

この通常制御が実行されると、図５に示すように、車両の減速時以外はキャパシタ３からＤＣ／ＤＣコンバータ４を通じて電気負荷５に電力が供給され、車両の減速時には主にオルタネータ１からＤＣ／ＤＣコンバータ４を通じて電気負荷５に電力が供給される。オルタネータ１は、この通常制御の実行中は、最大２５Ｖの通常の回生発電に戻る。また、この通常制御では、充電ライン１４を介してバッテリ２からキャパシタ３に電流が流れること、すなわちバッテリ２によるキャパシタ３の充電が停止される。   When this normal control is executed, as shown in FIG. 5, electric power is supplied from the capacitor 3 to the electric load 5 through the DC / DC converter 4 except when the vehicle is decelerating. Electric power is supplied to the electric load 5 through the DC converter 4. The alternator 1 returns to normal regenerative power generation of 25 V at the maximum during execution of this normal control. In this normal control, the current flows from the battery 2 to the capacitor 3 via the charging line 14, that is, the charging of the capacitor 3 by the battery 2 is stopped.

次いで、コントローラ３０は、ステップＳ１２で、イグニッションスイッチセンサＳＮ３からの入力情報に基づいて、イグニッションスイッチがオフ操作されたか否か（つまりドライバーがエンジンを停止させる操作を行ったか否か）を判定する。その結果、ＹＥＳの場合、コントローラ３０は、ステップＳ１３で、キャパシタ遮断リレー１２を遮断状態とする停止時放電抑制制御を実行する。   Next, in step S12, the controller 30 determines whether or not the ignition switch has been turned off based on the input information from the ignition switch sensor SN3 (that is, whether or not the driver has performed an operation to stop the engine). As a result, in the case of YES, the controller 30 executes stop-time discharge suppression control that sets the capacitor cutoff relay 12 in the cutoff state in step S13.

この停止時放電抑制制御が実行されると、図１に示すように、キャパシタ３が、オルタネータ１、バッテリ２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、電気負荷５、スタータ６、およびＰＴＣヒータ２５から遮断されるので、エンジン停止中にキャパシタ３からこれらの機器に暗電流が流れることが回避される。そのため、エンジン停止中にキャパシタ電圧が低下することが抑制される。   When the stop-time discharge suppression control is executed, the capacitor 3 is disconnected from the alternator 1, the battery 2, the DC / DC converter 4, the electrical load 5, the starter 6, and the PTC heater 25 as shown in FIG. Therefore, it is avoided that dark current flows from the capacitor 3 to these devices while the engine is stopped. Therefore, it is possible to suppress the capacitor voltage from decreasing while the engine is stopped.

なお、コントローラ３０は、上記ステップＳ３でＮＯのときは、ステップＳ９に進んで、直ちに通常制御を実行する。また、上記ステップＳ１２でＮＯのときは、ステップＳ９に戻って、通常制御を続行する。   If the answer is NO in step S3, the controller 30 proceeds to step S9 and immediately executes normal control. If NO in step S12, the process returns to step S9 to continue normal control.

一方、上記ステップＳ８でＮＯと判定されてステップＳ１４に進んだ場合、コントローラ３０は、ステップＳ１４で、イグニッションスイッチセンサＳＮ３からの入力情報に基づいて、イグニッションスイッチがオフ操作されたか否か（つまりドライバーがエンジンを停止させる操作を行ったか否か）を判定し、ＹＥＳの場合、ステップＳ１５に進み、ＮＯの場合、ステップＳ４に戻って、走行時充電制御を続行する。   On the other hand, if it is determined as NO in step S8 and the process proceeds to step S14, the controller 30 determines whether or not the ignition switch is turned off based on the input information from the ignition switch sensor SN3 in step S14 (that is, the driver). If YES, the process proceeds to step S15. If NO, the process returns to step S4 to continue the charge control during travel.

コントローラ３０は、ステップＳ１５〜Ｓ１７で、キャパシタ遮断リレー１２を接続状態、バイパスリレー１３を接続状態、充電リレー１５を遮断状態とする停止時充電制御を実行する。   In Steps S15 to S17, the controller 30 performs charge control at stop when the capacitor cutoff relay 12 is in the connected state, the bypass relay 13 is in the connected state, and the charging relay 15 is in the disconnected state.

この停止時充電制御が実行されると、図６に示すように、バッテリ２に充電されていた電力が、接続状態にあるバイパスリレー１３およびキャパシタ遮断リレー１２を通じてキャパシタ３に供給され、キャパシタ３がバッテリ２によって充電される。   When the stop-time charging control is executed, as shown in FIG. 6, the power charged in the battery 2 is supplied to the capacitor 3 through the bypass relay 13 and the capacitor cutoff relay 12 in the connected state, and the capacitor 3 It is charged by the battery 2.

次いで、コントローラ３０は、ステップＳ１８で、上記停止時充電制御の実行に伴い、キャパシタ電圧が１２Ｖ（請求項にいう「所定の基準値」に相当する）以上となったか否かを判定し、ＹＥＳの場合、ステップＳ１３に進んで、キャパシタ遮断リレー１２を遮断状態とする停止時放電抑制制御を実行し、ＮＯの場合、ステップＳ１５に戻って、停止時充電制御を続行する。   Next, in step S18, the controller 30 determines whether or not the capacitor voltage has become equal to or higher than 12V (corresponding to the “predetermined reference value” in the claims) in accordance with the execution of the stop-time charge control. In this case, the process proceeds to step S13, and the stop-time discharge suppression control for turning off the capacitor disconnect relay 12 is executed. If NO, the process returns to step S15 and the stop-time charge control is continued.

（４）作用
以上説明したとおり、本実施形態では、車両の電気負荷５に電力を供給する電源装置を備えた車両の制御装置は、エンジンにより駆動されて発電するオルタネータ１と、上記オルタネータ１と接続された充放電可能なバッテリ２と、上記オルタネータ１と接続され、上記バッテリ２よりも急速な充放電が可能なキャパシタ３と、上記オルタネータ１とキャパシタ３との接続を断続可能なキャパシタ遮断リレー１２と、上記オルタネータ１とバッテリ２との接続、および上記オルタネータ１と電気負荷５との接続を断続可能なバイパスリレー１３と、上記バッテリ２とキャパシタ３との接続を断続可能な充電リレー１５と、キャパシタ電圧を検出する電圧センサＳＮ１と、エンジンを始動するイグニッションスイッチの操作状態を検出するイグニッションスイッチセンサＳＮ３と、上記キャパシタ遮断リレー１２、バイパスリレー１３、および充電リレー１５を制御するコントローラ３０と、を備え、上記コントローラ３０は、上記イグニッションスイッチセンサＳＮ３によりイグニッションスイッチがオン操作されたことが検出され、かつ上記電圧センサＳＮ１によりキャパシタ電圧が８Ｖ未満であることが検出された場合に（ステップＳ３でＹＥＳ）、上記キャパシタ遮断リレー１２を遮断状態、上記バイパスリレー１３を接続状態、上記充電リレー１５を接続状態とする走行時充電制御を実行する（ステップＳ４〜Ｓ６、図４）。 (4) Operation As described above, in the present embodiment, a vehicle control device including a power supply device that supplies electric power to the electric load 5 of the vehicle includes an alternator 1 that is driven by an engine to generate electric power, and the alternator 1 described above. A connected chargeable / dischargeable battery 2, a capacitor 3 connected to the alternator 1 and capable of charging / discharging more rapidly than the battery 2, and a capacitor cutoff relay capable of intermittently connecting the alternator 1 and the capacitor 3. 12, a bypass relay 13 that can intermittently connect the alternator 1 and the battery 2, and a connection between the alternator 1 and the electrical load 5, and a charge relay 15 that can intermittently connect the battery 2 and the capacitor 3. , The operation state of the voltage sensor SN1 for detecting the capacitor voltage and the ignition switch for starting the engine is detected. An ignition switch sensor SN3 to be output, and a controller 30 for controlling the capacitor cutoff relay 12, the bypass relay 13, and the charging relay 15. The controller 30 is turned on by the ignition switch sensor SN3. Is detected and the voltage sensor SN1 detects that the capacitor voltage is less than 8V (YES in step S3), the capacitor disconnect relay 12 is disconnected, the bypass relay 13 is connected, The charge control at the time of travel which makes the charge relay 15 a connection state is performed (step S4-S6, FIG. 4).

この構成によれば、キャパシタ電圧が８Ｖ未満にまで低下した状態でのエンジン始動時に、キャパシタ遮断リレー１２を遮断状態、バイパスリレー１３を接続状態とするので、オルタネータ１で発電された電力が電圧の低い（言い換えれば電力の吸収代が大きい）キャパシタ３に供給されることが禁止され、発電電力の多くを電気負荷５およびバッテリ２に供給することが可能になる。これにより、電気負荷５での消費電力を不足なく賄うことができ、電気負荷５の作動不良等が起きるのを確実に防止することができる。   According to this configuration, when the engine is started with the capacitor voltage lowered to less than 8 V, the capacitor cutoff relay 12 is set to the cutoff state and the bypass relay 13 is set to the connected state. Therefore, the electric power generated by the alternator 1 is a voltage. Supply to the low capacitor (in other words, the power absorption amount is large) is prohibited, and much of the generated power can be supplied to the electric load 5 and the battery 2. Thereby, the power consumption in the electric load 5 can be covered without shortage, and malfunction of the electric load 5 can be reliably prevented from occurring.

併せて、充電リレー１５を接続状態とするので、バッテリ２に充電されていた電力がキャパシタ３に供給されて、キャパシタ３が充電される。これにより、キャパシタ電圧が低下した状態でのエンジン始動時から直ちにキャパシタ電圧を回復させることができる。しかも、その際、バッテリ２には発電電力が供給されるので、バッテリ電圧が急激に低下することがなく、バッテリ２の劣化も抑制される。   At the same time, since the charging relay 15 is connected, the power charged in the battery 2 is supplied to the capacitor 3 and the capacitor 3 is charged. As a result, the capacitor voltage can be recovered immediately after the engine is started with the capacitor voltage lowered. In addition, since the generated power is supplied to the battery 2 at that time, the battery voltage does not drop rapidly, and the deterioration of the battery 2 is also suppressed.

そして、このように、オルタネータ１で発電された電力がキャパシタ３に流れることが禁止され、電気負荷５およびバッテリ２に流れることが許容されて、オルタネータ１の発電電力で電気負荷５の消費電力をカバーすることができるため、バッテリ２を小型化することができ、当該車両用電源装置を小型車にも搭載することが可能となる。   In this way, the power generated by the alternator 1 is prohibited from flowing to the capacitor 3 and allowed to flow to the electric load 5 and the battery 2, and the power consumption of the electric load 5 is reduced by the generated power of the alternator 1. Since the battery can be covered, the battery 2 can be reduced in size, and the vehicle power supply device can be mounted on a small vehicle.

本実施形態においては、上記キャパシタ３に充電された電力を降圧した上で上記電気負荷５に供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータ４と、上記キャパシタ３と電気負荷５とを上記ＤＣ／ＤＣコンバータ４を介して接続する第２ライン８と、上記キャパシタ３と電気負荷５とを上記ＤＣ／ＤＣコンバータ４を介さずに接続するバイパスライン１１とをさらに備え、上記バイパスライン１１に上記バイパスリレー１３が設けられているとともに、上記コントローラ３０は、上記走行時充電制御の実行中に上記電圧センサＳＮ１によりキャパシタ電圧が１２Ｖ以上であることが検出された場合に（ステップＳ８でＹＥＳ）、上記キャパシタ遮断リレー１２を接続状態、上記バイパスリレー１３を遮断状態、上記充電リレー１５を遮断状態とする通常制御に移行する（ステップＳ９〜Ｓ１１、図５）。   In the present embodiment, the DC / DC converter 4 for reducing the power charged in the capacitor 3 and supplying it to the electric load 5, and the capacitor 3 and the electric load 5 are connected to the DC / DC converter 4. And a bypass line 11 for connecting the capacitor 3 and the electric load 5 without the DC / DC converter 4, and the bypass relay 13 is connected to the bypass line 11. When the voltage sensor SN1 detects that the capacitor voltage is 12 V or more during execution of the traveling charge control (YES in step S8), the controller 30 is provided with the capacitor cutoff relay. 12 is normally connected, the bypass relay 13 is disconnected, and the charging relay 15 is disconnected. Shifts control (step S9 to S11, FIG. 5).

この構成によれば、上記走行時充電制御の実行中にキャパシタ電圧が１２Ｖ以上にまで回復すると、キャパシタ遮断リレー１２を接続状態、バイパスリレー１３を遮断状態、充電リレー１５を遮断状態とするので、キャパシタ３に充電された電力が第２ライン８を通じてＤＣ／ＤＣコンバータ４で降圧された上で電気負荷５に供給される。また、オルタネータ１で発電された電力が接続状態のキャパシタ遮断リレー１２を通じて急速充電可能なキャパシタ３に供給される。一方、バッテリ２からキャパシタ３への電力の供給が停止される。これにより、車両の減速時に集中的に発電を行ってその発電電力を回収する減速回生制御が可能になるので、減速時以外の走行シーンにおいてエンジンにかかる負担を低減でき、燃費性能を効果的に向上させることが現在のドライビングサイクルから可能になる。   According to this configuration, when the capacitor voltage recovers to 12 V or more during the running charge control, the capacitor disconnecting relay 12 is in the connected state, the bypass relay 13 is in the disconnected state, and the charging relay 15 is in the disconnected state. The electric power charged in the capacitor 3 is stepped down by the DC / DC converter 4 through the second line 8 and then supplied to the electric load 5. Further, the electric power generated by the alternator 1 is supplied to the capacitor 3 that can be rapidly charged through the connected capacitor cutoff relay 12. On the other hand, the supply of power from the battery 2 to the capacitor 3 is stopped. This makes it possible to perform decelerating regenerative control that collects power and collects the generated power when the vehicle decelerates, reducing the burden on the engine in driving scenes other than during deceleration and effectively improving fuel efficiency. Improvements are possible from the current driving cycle.

本実施形態においては、上記コントローラ３０は、上記走行時充電制御の実行中に上記電圧センサＳＮ１によりキャパシタ電圧が１２Ｖ以上であることが検出される前に上記イグニッションスイッチセンサＳＮ３によりイグニッションスイッチがオフ操作されたことが検出された場合に（ステップＳ１４でＹＥＳ）、上記キャパシタ遮断リレー１２を接続状態、上記バイパスリレー１３を接続状態、上記充電リレー１５を遮断状態とする停止時充電制御に移行する（ステップＳ１５〜Ｓ１７、図６）。   In the present embodiment, the controller 30 operates the ignition switch to be turned off by the ignition switch sensor SN3 before the voltage sensor SN1 detects that the capacitor voltage is 12 V or more during execution of the running charge control. If it is detected (YES in step S14), the control proceeds to stop-time charging control in which the capacitor disconnecting relay 12 is connected, the bypass relay 13 is connected, and the charging relay 15 is disconnected ( Steps S15 to S17, FIG. 6).

この構成によれば、上記走行時充電制御の実行中にキャパシタ電圧が１２Ｖ以上にまで回復する前にエンジンが停止されると、キャパシタ遮断リレー１２を接続状態、バイパスリレー１３を接続状態、充電リレー１５を遮断状態とするので、バッテリ２に充電されていた電力が接続状態のキャパシタ遮断リレー１２およびバイパスリレー１３を通じてキャパシタ３に供給され、キャパシタ３の充電がエンジン停止後も引き続き行われる。そして、この充電によりキャパシタ電圧が回復すると、次回エンジンが始動されたときには上記走行時充電制御を実行することが不要となるので、オルタネータ１での発電電力を、接続状態のキャパシタ遮断リレー１２を通じて急速充電可能なキャパシタ３に供給することが可能になる。これにより、車両の減速時に集中的に発電を行ってその発電電力を回収する減速回生制御が可能になるので、減速時以外の走行シーンにおいてエンジンにかかる負担を低減でき、燃費性能を効果的に向上させることが次回のドライビングサイクルから可能になる。   According to this configuration, when the engine is stopped before the capacitor voltage is recovered to 12 V or more during the running charge control, the capacitor cutoff relay 12 is connected, the bypass relay 13 is connected, 15 is in the cut-off state, the electric power charged in the battery 2 is supplied to the capacitor 3 through the connected capacitor cut-off relay 12 and the bypass relay 13, and the capacitor 3 is continuously charged even after the engine is stopped. When the capacitor voltage is restored by this charging, it is not necessary to execute the above-described charging control when the engine is started next time, so that the generated power in the alternator 1 is rapidly supplied through the connected capacitor cutoff relay 12. It becomes possible to supply to the chargeable capacitor 3. This makes it possible to perform decelerating regenerative control that collects power and collects the generated power when the vehicle decelerates, reducing the burden on the engine in driving scenes other than during deceleration and effectively improving fuel efficiency. It will be possible to improve from the next driving cycle.

本実施形態においては、上記コントローラ３０は、上記通常制御の実行中に上記イグニッションスイッチセンサＳＮ３によりイグニッションスイッチがオフ操作されたことが検出された場合に（ステップＳ１２でＹＥＳ）、上記キャパシタ遮断リレー１２を遮断状態とする停止時放電抑制制御に移行する（ステップＳ１３、図１）。   In the present embodiment, the controller 30 detects that the ignition switch is turned off by the ignition switch sensor SN3 during execution of the normal control (YES in step S12), the capacitor cutoff relay 12 The process proceeds to the stop-time discharge suppression control in which the operation is stopped (step S13, FIG. 1).

この構成によれば、上記通常制御の実行中にエンジンが停止されると、上記キャパシタ遮断リレー１２を遮断状態とするので、キャパシタ３に充電された電力がエンジン停止中に暗電流としてオルタネータ１やＤＣ／ＤＣコンバータ４に流れることが防がれる。そのため、エンジン停止中のキャパシタ電圧の低下が抑制される。   According to this configuration, when the engine is stopped during the execution of the normal control, the capacitor cutoff relay 12 is turned off, so that the electric power charged in the capacitor 3 becomes a dark current while the engine is stopped. It is possible to prevent the DC / DC converter 4 from flowing. As a result, a decrease in the capacitor voltage while the engine is stopped is suppressed.

本実施形態においては、上記コントローラ３０は、上記停止時充電制御の実行中に上記電圧センサＳＮ１によりキャパシタ電圧が１２Ｖ以上であることが検出された場合に（ステップＳ１８でＹＥＳ）、上記キャパシタ遮断リレー１２を遮断状態とする停止時放電抑制制御に移行する（ステップＳ１３）。   In the present embodiment, the controller 30 detects the capacitor cutoff relay when the voltage sensor SN1 detects that the capacitor voltage is 12 V or more during execution of the stop-time charge control (YES in step S18). Then, the process proceeds to stop-time discharge suppression control in which 12 is shut off (step S13).

この構成によれば、上記停止時充電制御の実行中にキャパシタ電圧が１２Ｖ以上にまで回復すると、上記キャパシタ遮断リレー１２を遮断状態とするので、キャパシタ３に充電された電力がエンジン停止中に暗電流としてオルタネータ１やＤＣ／ＤＣコンバータ４に流れることが防がれる。そのため、エンジン停止中のキャパシタ電圧の低下が抑制される。   According to this configuration, when the capacitor voltage recovers to 12 V or more during execution of the stop-time charge control, the capacitor cutoff relay 12 is turned off, so that the power charged in the capacitor 3 is darkened while the engine is stopped. Current flowing through the alternator 1 and the DC / DC converter 4 is prevented. As a result, a decrease in the capacitor voltage while the engine is stopped is suppressed.

本実施形態においては、上記バッテリ２とキャパシタ３とを接続する充電ライン１４をさらに備え、上記充電ライン１４に上記充電リレー１５が抵抗１６と直列に設けられている。   In the present embodiment, a charging line 14 that connects the battery 2 and the capacitor 3 is further provided, and the charging relay 15 is provided in series with the resistor 16 in the charging line 14.

この構成によれば、上記走行時充電制御の実行中に、接続状態の充電リレー１５を通じてバッテリ２からキャパシタ３に電力が供給されてキャパシタ３が充電される際に、その電流量が抵抗１６の存在により低目に抑えられる。そのため、バッテリ電圧が急激に低下することがより一層確実に抑制される。   According to this configuration, when power is supplied from the battery 2 to the capacitor 3 through the connected charging relay 15 and the capacitor 3 is charged during the running charge control, the current amount of the resistor 16 is reduced. Suppressed by its presence. As a result, the battery voltage is more reliably suppressed from rapidly decreasing.

（５）変形例
図７は、上記実施形態の変形例を示している。この変形例では、図１と比べて、充電ライン１４の配置が異なっている。すなわち、上記実施形態では、充電ライン１４は、第３ライン９上の点と、第１ライン７におけるキャパシタ遮断リレー１２よりもキャパシタ３寄りの点との間に介設されていた。これに対し、この変形例では、充電ライン１４は、第２ライン８におけるＤＣ／ＤＣコンバータ４よりもキャパシタ３寄りの点と、第１ライン７におけるキャパシタ遮断リレー１２よりもキャパシタ３寄りの点との間に介設されている。 (5) Modification FIG. 7 shows a modification of the above embodiment. In this modification, the arrangement of the charging line 14 is different from that in FIG. That is, in the above embodiment, the charging line 14 is interposed between the point on the third line 9 and the point closer to the capacitor 3 than the capacitor cutoff relay 12 in the first line 7. On the other hand, in this modification, the charging line 14 is closer to the capacitor 3 than the DC / DC converter 4 in the second line 8 and is closer to the capacitor 3 than the capacitor cutoff relay 12 in the first line 7. It is interposed between.

この構成によれば、図７に示すように、上記走行時充電制御の実行中に、接続状態の充電リレー１５を通じてバッテリ２からキャパシタ３に電力が供給されてキャパシタ３が充電される際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４を経由してバッテリ２からキャパシタ３に電力が供給される（図４参照）。   According to this configuration, as shown in FIG. 7, during the execution of the running charge control, when power is supplied from the battery 2 to the capacitor 3 through the connected charging relay 15 and the capacitor 3 is charged, Electric power is supplied from the battery 2 to the capacitor 3 via the DC / DC converter 4 (see FIG. 4).

この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、オルタネータ１またはキャパシタ３の側から電気負荷５またはバッテリ２の側に（つまり図中左側から右側に）供給される電力の電圧をスイッチング動作により降圧する機能とともに、上記とは反対方向への（つまり図中右側から左側への）電力の供給を許容する機能を有している。   In this case, the DC / DC converter 4 has a function of stepping down the voltage of electric power supplied from the alternator 1 or the capacitor 3 side to the electric load 5 or the battery 2 side (that is, from the left side to the right side in the figure) by a switching operation. , Has a function of permitting the supply of electric power in the opposite direction (that is, from the right side to the left side in the figure).

さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、電力を降圧する際の当該電力の流れ（つまり図中左側から右側）と反対方向（つまり図中右側から左側）に流れる電力に対しては、電圧を昇圧する機能を有していてもよい。   Further, the DC / DC converter 4 boosts the voltage with respect to the power flowing in the opposite direction (that is, from the right side to the left side in the figure) when the power is stepped down (that is, from the left side to the right side in the figure). It may have a function.

そうすれば、図７に示すように、上記走行時充電制御の実行中に、接続状態の充電リレー１５を通じてバッテリ２からキャパシタ３に電力が供給されてキャパシタ３が充電される際に、昇圧された電力がキャパシタ３に供給されるので、昇圧されない電力が供給される場合と比べて、短時間でキャパシタ電圧を回復させることができる。   Then, as shown in FIG. 7, during the running charge control, the voltage is boosted when power is supplied from the battery 2 to the capacitor 3 through the connected charging relay 15 to charge the capacitor 3. Since the electric power is supplied to the capacitor 3, the capacitor voltage can be recovered in a short time compared to the case where the electric power not boosted is supplied.

上記実施形態では、バッテリ２よりも急速な充放電が可能な蓄電装置（請求項にいう第２蓄電装置）として、複数の電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）からなるキャパシタ３を用いたが、このようなキャパシタ３以外の蓄電装置を第２蓄電装置として使用することも可能である。その一例として、リチウムイオンキャパシタを挙げることができる。なお、リチウムイオンキャパシタは、電気二重層キャパシタとは異なり、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵可能な炭素系材料を負極として用いることによってエネルギー密度をさらに向上させたものであり、正極と負極とで充放電の原理が異なる（化学反応を併用する）ことから、ハイブリッドキャパシタとも呼ばれるものである。   In the above-described embodiment, the capacitor 3 including a plurality of electric double layer capacitors (EDLC) is used as the power storage device (second power storage device described in the claims) that can be charged and discharged more rapidly than the battery 2. It is also possible to use a power storage device other than the capacitor 3 as the second power storage device. One example is a lithium ion capacitor. Unlike the electric double layer capacitor, the lithium ion capacitor further improves the energy density by using a carbon-based material capable of electrochemically occluding lithium ions as the negative electrode. It is also called a hybrid capacitor because the charge / discharge principle is different (a chemical reaction is used in combination).

また、上記実施形態では、ディーゼルエンジンを搭載した車両に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明は、ディーセルエンジン以外のエンジン（例えばガソリンエンジン）を搭載した車両にも当然に適用することができる。   In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a vehicle equipped with a diesel engine has been described as an example. However, the present invention is naturally applied to a vehicle equipped with an engine other than a diesel engine (for example, a gasoline engine). Can be applied to.

さらに、上記実施形態では、エンジンから動力を得て発電する発電機としてオルタネータ１を用いたが、発電だけでなくエンジンのトルクアシスト（エンジンの出力軸にトルクを付加する動作）をも行うことが可能な電気モータ（モータジェネレータ）を、上記発電機として用いてもよい。すなわち、本発明は、エンジンのみが動力源である従来型の車両だけでなく、エンジンと電気モータとを併用したハイブリッド車両にも適用することが可能である。   Further, in the above embodiment, the alternator 1 is used as a generator that generates power by obtaining power from the engine. However, not only power generation but also torque assist (operation for adding torque to the output shaft of the engine) can be performed. A possible electric motor (motor generator) may be used as the generator. That is, the present invention can be applied not only to a conventional vehicle in which only an engine is a power source, but also to a hybrid vehicle using both an engine and an electric motor.

なお、抵抗１６はなくてもよい。抵抗１６の存在により、走行時充電制御および停止時充電制御中におけるキャパシタ３の充電に要する時間を調節できる。例えば、充電時間を長くすると、充電ライン１４等を構成するワイヤハーネスを細くすることができる。   The resistor 16 may not be provided. Due to the presence of the resistor 16, it is possible to adjust the time required for charging the capacitor 3 during the charge control during travel and the charge control during stop. For example, if the charging time is lengthened, the wire harness constituting the charging line 14 or the like can be made thinner.

また、図６の停車時充電制御において、キャパシタ遮断リレー１２を遮断状態、バイパスリレー１３を遮断状態、充電リレー１５を接続状態としてもよい。これにより、バッテリ２に充電されていた電力が、接続状態にある充電リレー１５を通じ、充電ライン１４を介してキャパシタ３に供給され、キャパシタ３がバッテリ２によって充電される。この場合、抵抗１６はないほうが好ましい。   In the stop-time charging control of FIG. 6, the capacitor cutoff relay 12 may be in a cutoff state, the bypass relay 13 may be in a cutoff state, and the charging relay 15 may be in a connected state. Thereby, the electric power charged in the battery 2 is supplied to the capacitor 3 through the charging line 14 through the charging relay 15 in the connected state, and the capacitor 3 is charged by the battery 2. In this case, it is preferable that the resistor 16 is not provided.

１ オルタネータ（発電機）
２ バッテリ（第１蓄電装置）
３ キャパシタ（第２蓄電装置）
４ ＤＣ／ＤＣコンバータ（変換器）
５ 電気負荷
６ スタータ
７ 第１ライン（給電ライン）
８ 第２ライン（降圧ライン）
９ 第３ライン
１０ 第４ライン
１１ バイパスライン
１２ キャパシタ遮断リレー（第１断続手段）
１３ バイパスリレー（第２断続手段）
１４ 充電ライン
１５ 充電リレー（第３断続手段）
１６ 抵抗
３０ コントローラ（制御手段）
ＳＮ１ 電圧センサ（電圧検出手段）
ＳＮ３ イグニッションスイッチセンサ（イグニッションスイッチ検出手段） 1 Alternator (generator)
2 Battery (first power storage device)
3 Capacitor (second power storage device)
4 DC / DC converter (converter)
5 Electric load 6 Starter 7 First line (feed line)
8 Second line (step-down line)
9 Third line 10 Fourth line 11 Bypass line 12 Capacitor cutoff relay (first intermittent means)
13 Bypass relay (second intermittent means)
14 Charging line 15 Charging relay (third intermittent means)
16 resistance 30 controller (control means)
SN1 voltage sensor (voltage detection means)
SN3 ignition switch sensor (ignition switch detection means)

Claims (8)

車両の電気負荷に電力を供給する電源装置を備えた車両の制御装置であって、
エンジンにより駆動されて発電する発電機と、
上記発電機と接続された充放電可能な第１蓄電装置と、
上記発電機と接続され、上記第１蓄電装置よりも急速な充放電が可能な第２蓄電装置と、
上記発電機と第２蓄電装置との接続を断続可能な第１断続手段と、
上記発電機と第１蓄電装置との接続、および上記発電機と電気負荷との接続を断続可能な第２断続手段と、
上記第１蓄電装置と第２蓄電装置との接続を断続可能な第３断続手段と、
上記第２蓄電装置の電圧を検出する電圧検出手段と、
エンジンを始動するイグニッションスイッチの操作状態を検出するイグニッションスイッチ検出手段と、
上記第１断続手段、第２断続手段、および第３断続手段を制御する制御手段と、を備え、
上記制御手段は、上記イグニッションスイッチ検出手段によりイグニッションスイッチがオン操作されたことが検出され、かつ上記電圧検出手段により第２蓄電装置の電圧が所定の閾値未満であることが検出された場合に、上記第１断続手段を遮断状態、上記第２断続手段を接続状態、上記第３断続手段を接続状態とする走行時充電制御を実行することを特徴とする車両の制御装置。 A vehicle control device including a power supply device that supplies electric power to an electric load of the vehicle,
A generator driven by an engine to generate electricity;
A chargeable / dischargeable first power storage device connected to the generator;
A second power storage device connected to the generator and capable of charging and discharging more rapidly than the first power storage device;
A first intermittent means capable of intermittently connecting the generator and the second power storage device;
A second intermittent means capable of intermittently connecting the generator and the first power storage device and connecting the generator and the electrical load;
A third intermittent means capable of intermittently connecting the first power storage device and the second power storage device;
Voltage detecting means for detecting the voltage of the second power storage device;
An ignition switch detecting means for detecting an operation state of the ignition switch for starting the engine;
Control means for controlling the first intermittent means, the second intermittent means, and the third intermittent means,
The control means, when it is detected that the ignition switch is turned on by the ignition switch detection means, and when the voltage detection means detects that the voltage of the second power storage device is less than a predetermined threshold, A vehicle control apparatus that performs running charge control with the first intermittent means in a disconnected state, the second intermittent means in a connected state, and the third intermittent means in a connected state. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
上記第２蓄電装置に充電された電力を降圧した上で上記電気負荷に供給するための変換器と、
上記第２蓄電装置と電気負荷とを上記変換器を介して接続する降圧ラインと、
上記第２蓄電装置と電気負荷とを上記変換器を介さずに接続するバイパスラインとをさらに備え、
上記バイパスラインに上記第２断続手段が設けられているとともに、
上記制御手段は、上記走行時充電制御の実行中に上記電圧検出手段により第２蓄電装置の電圧が上記閾値より大きい所定の基準値以上であることが検出された場合に、上記第１断続手段を接続状態、上記第２断続手段を遮断状態、上記第３断続手段を遮断状態とする通常制御に移行することを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 1,
A converter for stepping down the electric power charged in the second power storage device and supplying the electric load to the electric load;
A step-down line that connects the second power storage device and an electrical load via the converter;
A bypass line that connects the second power storage device and the electrical load without going through the converter;
The second intermittent means is provided in the bypass line,
The control means is configured to detect the first intermittent means when the voltage detection means detects that the voltage of the second power storage device is equal to or higher than a predetermined reference value greater than the threshold during execution of the traveling charge control. A control apparatus for a vehicle, wherein the control is shifted to a normal control in which the second intermittent means is disconnected and the third intermittent means is disconnected. 請求項１または２に記載の車両の制御装置において、
上記制御手段は、上記走行時充電制御の実行中に上記電圧検出手段により第２蓄電装置の電圧が上記閾値より大きい所定の基準値以上であることが検出される前に上記イグニッションスイッチ検出手段によりイグニッションスイッチがオフ操作されたことが検出された場合に、上記第１断続手段を接続状態、上記第２断続手段を接続状態、上記第３断続手段を遮断状態とする停止時充電制御に移行することを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 1 or 2,
The control means detects the ignition switch detection means before the voltage detection means detects that the voltage of the second power storage device is greater than or equal to a predetermined reference value greater than the threshold value during execution of the traveling charge control. When it is detected that the ignition switch has been turned off, the control proceeds to stop-time charging control in which the first intermittent means is in the connected state, the second intermittent means is in the connected state, and the third intermittent means is in the disconnected state. A control apparatus for a vehicle. 請求項２に記載の車両の制御装置において、
上記制御手段は、上記通常制御の実行中に上記イグニッションスイッチ検出手段によりイグニッションスイッチがオフ操作されたことが検出された場合に、上記第１断続手段を遮断状態とする停止時放電抑制制御に移行することを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 2,
When the ignition switch detecting means detects that the ignition switch is turned off during the execution of the normal control, the control means shifts to a stop-time discharge suppression control in which the first intermittent means is cut off. A control apparatus for a vehicle. 請求項３に記載の車両の制御装置において、
上記制御手段は、上記停止時充電制御の実行中に上記電圧検出手段により第２蓄電装置の電圧が上記基準値以上であることが検出された場合に、上記第１断続手段を遮断状態とする停止時放電抑制制御に移行することを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 3,
The control means turns off the first intermittent means when the voltage detection means detects that the voltage of the second power storage device is equal to or higher than the reference value during execution of the stop-time charge control. A control device for a vehicle, characterized in that the control is shifted to stop-time discharge suppression control. 請求項１から５のいずれか１項に記載の車両の制御装置において、
上記第１蓄電装置と第２蓄電装置とを接続する充電ラインをさらに備え、
上記充電ラインに上記第３断続手段が抵抗と直列に設けられていることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to any one of claims 1 to 5,
A charge line connecting the first power storage device and the second power storage device;
The vehicle control device, wherein the charging line is provided with the third intermittent means in series with a resistor. 請求項１から６のいずれか１項に記載の車両の制御装置において、
上記発電機と第２蓄電装置とを接続する給電ラインと、
上記第２蓄電装置に充電された電力を降圧した上で上記電気負荷に供給するための変換器と、
上記発電機と第１蓄電装置および電気負荷とを接続するとともに、上記第２蓄電装置と電気負荷とを上記変換器を介さずに接続するバイパスラインと、
上記第２蓄電装置と第１蓄電装置および電気負荷とを上記変換器を介して接続する降圧ラインと、
上記降圧ラインの上記変換器よりも第２蓄電装置側の点と上記給電ラインの第２蓄電装置寄りの点とを接続する充電ラインとをさらに備え、
上記給電ラインにおける上記充電ラインとの接続点よりも発電機側に上記第１断続手段が設けられ、上記バイパスラインに上記第２断続手段が設けられ、上記充電ラインに上記第３断続手段が設けられていることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to any one of claims 1 to 6,
A power supply line connecting the generator and the second power storage device;
A converter for stepping down the electric power charged in the second power storage device and supplying the electric load to the electric load;
A bypass line for connecting the generator to the first power storage device and the electrical load, and connecting the second power storage device and the electrical load without going through the converter;
A step-down line that connects the second power storage device, the first power storage device, and an electrical load via the converter;
A charge line that connects a point closer to the second power storage device than the converter of the step-down line and a point closer to the second power storage device of the power feeding line;
The first intermittent means is provided on the generator side of the power supply line with respect to the charging line, the second intermittent means is provided on the bypass line, and the third intermittent means is provided on the charging line. A control apparatus for a vehicle. 請求項７に記載の車両の制御装置において、
上記変換器は、電力を降圧する際の当該電力の流れと反対方向に流れる電力に対しては、電圧を昇圧することを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 7,
The above-mentioned converter boosts a voltage with respect to electric power that flows in a direction opposite to the flow of the electric power when the electric power is stepped down.
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