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JP6750316B2 - Vehicle power supply system and automobile - Google Patents

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JP6750316B2 JP2016111059A JP2016111059A JP6750316B2 JP 6750316 B2 JP6750316 B2 JP 6750316B2 JP 2016111059 A JP2016111059 A JP 2016111059A JP 2016111059 A JP2016111059 A JP 2016111059A JP 6750316 B2 JP6750316 B2 JP 6750316B2
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Description

本発明は車両用電源システムおよび自動車に係り、特に、オルタネータから供給される回生電力を受入可能かつ放電負荷に放電可能な蓄電デバイスを備えた車両用電源システムおよび該電源システムを備えた自動車に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply system and a vehicle, and more particularly, to a vehicle power supply system including an electric storage device that can receive regenerative power supplied from an alternator and discharge into a discharge load, and a vehicle including the power supply system.

従来、自動車等の移動体(車両)では、普通ガソリン車に見られるように、制動時を除く走行中にオルタネータから供給される電力を鉛蓄電池等の蓄電デバイスに充電し、蓄電デバイスをほぼ満充電状態に保っていた。近年、二酸化炭素排出抑制の観点から、このようなガソリン車において、アイドリングストップ・システム機能を有する車両(ISS車)も徐々に増加している。 BACKGROUND ART Conventionally, in a moving body (vehicle) such as an automobile, the electric power supplied from the alternator is charged to a power storage device such as a lead storage battery during driving except when braking, so that the power storage device is almost fully charged. It was kept charged. In recent years, from the viewpoint of suppressing carbon dioxide emission, in such gasoline vehicles, vehicles having an idling stop system function (ISS vehicles) are gradually increasing.

ISS車では、車両停止時にエンジンを停止し(従って、オルタネータから蓄電デバイスへの充電も停止し)、その間のランプや電装機器等の補機への電力供給はすべて蓄電デバイスで賄い、さらに、アイドリングストップ後のスタート時には蓄電デバイスに蓄電された電力でスタータ(セルモータ)を駆動させてエンジンを始動する。従って、ISS車では、車両停止時にエンジンを停止するため、普通ガソリン車と比べて燃費も向上する。 In ISS vehicles, the engine is stopped when the vehicle is stopped (therefore, charging of the electricity storage device from the alternator is also stopped), and during that time, the electricity storage device supplies all power to auxiliary equipment such as lamps and electrical equipment. At the start after the stop, the starter (cell motor) is driven by the electric power stored in the power storage device to start the engine. Therefore, in the ISS vehicle, the engine is stopped when the vehicle is stopped, so that the fuel consumption is improved as compared with the ordinary gasoline vehicle.

近時、ガソリンの小売価格の上昇も手伝って燃費改善のニーズはとりわけ高く、燃費効率の高い車両が大幅に販売台数を伸ばしている。このような実情に則して、自動車(製造)会社では、制動時にオルタネータから供給される回生電力で蓄電デバイスを充電するオルタネータ回生車両の開発が進められている。このようなオルタネータ回生車両の中には、上述したISS機能を有する車両も含まれ、そのような車両はμHEVまたはマイクロハイブリッドと呼ばれることもある。 Recently, the need to improve fuel efficiency has been particularly high, helped by the rise in the retail price of gasoline, and the number of vehicles with high fuel efficiency has increased significantly. Based on such a situation, automobile (manufacturing) companies are developing an alternator regenerative vehicle that charges an electricity storage device with regenerative power supplied from the alternator during braking. Such an alternator regenerative vehicle includes a vehicle having the above-mentioned ISS function, and such a vehicle may be called a μHEV or a micro hybrid.

オルタネータ回生車両では、普通ガソリン車で熱消費されていた、オルタネータから制動時に供給される回生電力で蓄電デバイスを充電し、制動時を除く走行中は原則的にオルタネータの動作を停止して(蓄電デバイスへの充電を停止して)オルタネータを作動させるためのエンジンによるガソリン消費を低減させる。オルタネータ停止中の補機への電力供給はすべて蓄電デバイスで賄われる。なお、蓄電デバイスの充電状態(SOC)が予め定めた設定値以下となったときは、蓄電デバイスの過放電等を防止するために、走行中または走行前にオルタネータを作動させて蓄電デバイスを充電する。 In an alternator regenerative vehicle, the electricity storage device is charged with regenerative power supplied from the alternator at the time of braking, which was consumed by ordinary gasoline vehicles, and the operation of the alternator is stopped in principle during driving except during braking (electricity storage). Reduce gasoline consumption by the engine to operate the alternator (by stopping charging the device). The electricity storage device supplies power to all the auxiliary devices while the alternator is stopped. When the state of charge (SOC) of the electricity storage device becomes less than or equal to a preset value, the alternator is activated during or before traveling to charge the electricity storage device in order to prevent overdischarging of the electricity storage device. To do.

このようなオルタネータ回生車両に搭載される電源システムでは、制動時にオルタネータから供給される回生電力を受け入れるために、蓄電デバイス自体や制御技術を始めとする種々の研究・開発がなされている。例えば、特許文献1には、水系の鉛蓄電池(メイン電池)と充電受入性の高い非水系のリチウムイオン電池(サブ電池)とで構成される蓄電デバイスを備えた電源システムが開示されている。また、特許文献2には、鉛蓄電池(メイン電池)と充電受入性の高いキャパシタ(電気二重層キャパシタ、電解キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ)とを有する蓄電デバイスと、発電機(オルタネータ)から供給される回生電力の電圧を変換するためのDC−DCコンバータとを備えた電源システムが開示されている。 In such a power supply system mounted on an alternator regenerative vehicle, various researches and developments such as a power storage device itself and a control technique have been conducted in order to receive regenerative electric power supplied from the alternator during braking. For example, Patent Document 1 discloses a power supply system including an electricity storage device including a water-based lead storage battery (main battery) and a non-aqueous lithium-ion battery (sub battery) having high charge acceptance. Further, in Patent Document 2, a power storage device having a lead storage battery (main battery) and a capacitor having high charge acceptance (electric double layer capacitor, electrolytic capacitor, lithium ion capacitor) and a generator (alternator) are supplied. A power supply system including a DC-DC converter for converting the voltage of regenerative power is disclosed.

特開2011−176958号公報(図1、請求項1、段落「0071」参照)Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-176958 (see FIG. 1, claim 1, paragraph “0071”) 特開2015−009790号公報(図1、請求項1、段落「0013」〜「0019」参照)JP-A-2005-009790 (see FIG. 1, claim 1, paragraphs “0013” to “0019”)

ところで、特許文献1の技術では、主に鉛蓄電池でエンジンを始動するため(段落「0078」、「0081」参照)、鉛蓄電池の寿命が短縮される、という課題がある。すなわち、エンジン始動時に鉛蓄電池からスタータに大電流放電が行われるため、(補機に放電する比較的小さな電流の場合と比べて大幅に)劣化が促進される。また、特許文献2の技術では、DC−DCコンバータによる回生電力の電圧変換の際にエネルギ損失が発生する、という課題がある。 By the way, the technique of Patent Document 1 has a problem that the life of the lead storage battery is shortened because the engine is mainly started by the lead storage battery (see paragraphs “0078” and “0081”). That is, since a large current is discharged from the lead acid battery to the starter when the engine is started, the deterioration is promoted (significantly compared with the case of a relatively small current discharged to the auxiliary machine). Further, the technique of Patent Document 2 has a problem that energy loss occurs during voltage conversion of regenerative power by the DC-DC converter.

本発明は上記事案に鑑み、回生電力の利用効率を高めつつ二次電池の寿命短縮を抑制可能な車両用電源システムおよび該電源システムを備えた自動車を提供することを課題とする。 In view of the above-mentioned case, it is an object of the present invention to provide a vehicle power supply system capable of suppressing the shortening of the life of the secondary battery while improving the utilization efficiency of regenerative power, and a vehicle equipped with the power supply system.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様は、車両用電源システムであって、二次電池とリチウムイオンキャパシタ(LIC)とを有し、オルタネータから供給される回生電力を受入可能かつエンジン始動用スタータおよび補機に放電可能な複合蓄電デバイスと、前記二次電池および前記LICの充放電電流を切り替えるスイッチ手段と、前記LICの電圧に基づいて前記スイッチ手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記蓄電デバイスが前記回生電力を受け入れる際に、前記LICを予め設定された使用上限電圧V1まで充電した後、前記二次電池を充電し、前記蓄電デバイスが前記補機に放電する際に、前記LICからその電圧が予め設定された設定電圧V2となるまで放電した後、前記二次電池から放電し、エンジン始動時に、前記LICから前記スタータに放電する、ように前記スイッチ手段を制御することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is a vehicle power supply system, which has a secondary battery and a lithium ion capacitor (LIC) and can receive regenerative power supplied from an alternator. And a composite electric storage device capable of discharging to a starter for starting an engine and an auxiliary device, a switch means for switching a charge/discharge current of the secondary battery and the LIC, and a control means for controlling the switch means based on the voltage of the LIC. And, when the power storage device receives the regenerative power, the control means charges the LIC to a preset use upper limit voltage V1 and then charges the secondary battery, and the power storage device is When discharging to the auxiliary machinery, after discharging from the LIC until the voltage reaches a preset voltage V2, the secondary battery discharges, and when the engine starts, the LIC discharges to the starter. And controlling the switch means.

第1の態様では、制御手段により、回生電力を受け入れる際に、二次電池に先立って充電受入性の高いLICを使用上限電圧V1まで充電し、補機に放電する際に、二次電池に先立ってLICを設定電圧V2まで放電するようにスイッチ手段が制御される。このため、オルタネータから供給される回生電力の利用効率を高めることができるとともに、二次電池に先立ってLICが充放電されるので、二次電池の充放電機会が少なくなるため、二次電池の劣化を防止することができる。この設定電圧V2は、LICからスタータに放電することでエンジンを始動可能な最低電圧以上の電圧値に設定することができる。その場合には、二次電池に先立ってLICから補機に放電しても、LICはエンジンを始動可能な電圧を保持できる。そして、制御手段により、エンジン始動時に、大電流放電特性に優れるLICからスタータに放電するようにスイッチ手段が制御される。このため、二次電池のエンジン始動による劣化を防止することができる。従って、二次電池に先だって充電受入性に優れるLICで回生電力を受け入れ、二次電池に先立ってLICからスタータおよび補機に放電することで、回生電力の利用効率を高めることができるとともに、エンジン始動時のスタータへの大電流放電を含め二次電池の放電負荷(スタータおよび補機)への充放電機会が少なくなるため、二次電池の劣化を防止し寿命短縮を抑制することができる。 In the first aspect, when the regenerative power is received by the control means, the LIC having a high charge acceptability is charged up to the use upper limit voltage V1 prior to the secondary battery, and the secondary battery is charged when the auxiliary device is discharged. The switch means is controlled so that the LIC is discharged to the set voltage V2 in advance. For this reason, the utilization efficiency of the regenerative power supplied from the alternator can be improved, and since the LIC is charged and discharged prior to the secondary battery, the number of opportunities for charging and discharging the secondary battery is reduced. It is possible to prevent deterioration. This set voltage V2 can be set to a voltage value equal to or higher than the lowest voltage at which the engine can be started by discharging the LIC to the starter. In that case, even if the LIC is discharged to the auxiliary device prior to the secondary battery, the LIC can maintain a voltage at which the engine can be started. Then, the control means controls the switch means so that the LIC, which is excellent in the large current discharge characteristic, is discharged to the starter when the engine is started. Therefore, the deterioration of the secondary battery due to the engine start can be prevented. Therefore, it is possible to improve the utilization efficiency of the regenerative power by receiving the regenerative power from the LIC, which has excellent charge acceptance before the secondary battery, and discharging the rechargeable power from the LIC to the starter and auxiliary equipment before the secondary battery. Since the discharge load (starter and auxiliary machine) of the secondary battery including the large current discharge to the starter at the time of starting is reduced, the deterioration of the secondary battery can be prevented and the life shortening can be suppressed.

第1の態様において、制御手段は、アイドリングストップ・スタートの際のエンジン始動時に、LICからスタータおよび補機に放電するようにスイッチ手段を制御するようにしてもよい。また、車両の状態情報を取得する取得手段をさらに備え、取得手段が車両がアイドリングストップ・スタートすることを表すアイドリングストップ・スタート情報を取得してからアイドリングストップ・スタートによりエンジンが始動したことを表すエンジン始動情報を取得するまでの間、LICからスタータおよび補機に放電するスイッチ状態を維持するようにスイッチ手段を制御するようにしてもよい。さらに、制御手段は、取得手段がエンジン始動情報を取得したときに、二次電池から補機に放電するようにスイッチ手段を制御するようにしてもよい。 In the first aspect, the control means may control the switch means so that the LIC discharges the starter and the auxiliary machine when the engine is started at the time of idling stop start. Further, it further comprises an acquisition means for acquiring vehicle state information, which means that the acquisition means acquires idling stop start information indicating that the vehicle will start and stop idling, and then indicates that the engine has started by idling stop start. The switch means may be controlled so as to maintain the switch state in which the LIC discharges the starter and the auxiliary machine until the engine start information is acquired. Further, the control means may control the switch means so that the secondary battery is discharged to the auxiliary machine when the acquisition means acquires the engine start information.

さらに、制御手段は、充放電休止時に二次電池とLICとを並列接続するようにスイッチ手段を制御するようにしてもよい。このとき、LICの過放電を防止するために、制御手段は、LICの電圧が予め設定された設定電圧V3(ただし、LICの使用下限電圧V4<設定電圧V3<設定電圧V2)未満かつ二次電池の電圧が設定電圧V3以上のときに、二次電池とLICとを並列接続するようにスイッチ手段を制御するようにしてもよい。また、LICの電力でエンジンを始動するために、制御手段は、LICの電圧が設定電圧V2未満かつ二次電池の電圧が設定電圧V2以上のときに、二次電池とLICとを並列接続するようにスイッチ手段を制御するようにしてもよい。 Further, the control means may control the switch means so as to connect the secondary battery and the LIC in parallel when charging/discharging is suspended. At this time, in order to prevent over-discharging of the LIC, the control means controls the voltage of the LIC to be less than a preset voltage V3 (provided that the lower limit voltage V4 of the LIC is less than the use voltage V4<the preset voltage V3<the preset voltage V2) and the secondary voltage. The switch means may be controlled so that the secondary battery and the LIC are connected in parallel when the battery voltage is equal to or higher than the set voltage V3. Further, in order to start the engine with the power of the LIC, the control means connects the secondary battery and the LIC in parallel when the voltage of the LIC is less than the set voltage V2 and the voltage of the secondary battery is the set voltage V2 or more. You may make it control a switch means like this.

そして、二次電池には、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池およびリチウムイオン電池で構成される群から選択される1種を用いることができる。 Then, as the secondary battery, one kind selected from the group consisting of a lead storage battery, a nickel hydrogen battery, a nickel zinc battery and a lithium ion battery can be used.

また、上記課題を解決するために、本発明の第2の態様は、第1の態様の車両用電源システムを備えた自動車である。 In order to solve the above-mentioned subject, the 2nd mode of the present invention is an automobile provided with the power supply system for vehicles of the 1st mode.

本発明によれば、制御手段により、回生電力を受け入れる際に、二次電池に先立って充電受入性の高いLICを使用上限電圧V1まで充電し、補機に放電する際に、二次電池に先立ってLICを設定電圧V2まで放電するようにスイッチ手段が制御されるので、オルタネータから供給される回生電力の利用効率を高めることができるとともに、二次電池の充放電機会が少なくなり、エンジン始動時に、LICからスタータに放電するようにスイッチ手段が制御されるので、二次電池の劣化を防止し寿命短縮を抑制することができる、という効果を得ることができる。 According to the present invention, when the regenerative power is received by the control means, the LIC having a high charge acceptability is charged up to the use upper limit voltage V1 prior to the secondary battery, and the secondary battery is charged when the auxiliary device is discharged. Since the switch means is controlled so as to discharge the LIC to the set voltage V2 in advance, the utilization efficiency of the regenerative power supplied from the alternator can be improved, and the opportunity for charging/discharging the secondary battery can be reduced to start the engine. At this time, since the switch means is controlled so as to discharge from the LIC to the starter, it is possible to obtain an effect that the deterioration of the secondary battery can be prevented and the shortening of the life can be suppressed.

本発明が適用可能な実施形態の電源システムのブロック回路図である。It is a block circuit diagram of a power supply system of an embodiment to which the present invention is applicable. 実施形態の電源システムの制御部のマイクロコントローラ(MC)のCPUが実行する充放電制御ルーチンのフローチャートである。5 is a flowchart of a charge/discharge control routine executed by the CPU of the microcontroller (MC) of the control unit of the power supply system of the embodiment. 充放電制御ルーチンのステップ108の詳細を示すエンジン始動前充放電処理サブルーチンのフローチャートである。6 is a flowchart of a pre-engine start charge/discharge processing subroutine showing details of step 108 of the charge/discharge control routine. 充放電制御ルーチンのステップ114の詳細を示すエンジン始動処理サブルーチンのフローチャートである。5 is a flowchart of an engine start processing subroutine showing details of step 114 of the charge/discharge control routine. 充放電制御ルーチンのステップ110の詳細を示す回生充放電処理サブルーチンのフローチャートである。6 is a flowchart of a regenerative charge/discharge processing subroutine showing details of step 110 of the charge/discharge control routine. 充放電制御ルーチンのステップ116の詳細を示す充放電休止処理サブルーチンのフローチャートである。9 is a flowchart of a charge/discharge pause processing subroutine showing details of step 116 of the charge/discharge control routine. エンジン始動前充放電処理サブルーチンのステップ164および回生充放電処理サブルーチンのステップ246の詳細を示す充電処理サブルーチンのフローチャートである。6 is a flowchart of a charge processing subroutine showing details of step 164 of the charge/discharge processing subroutine before engine start and step 246 of the regenerative charge/discharge processing subroutine. 複合蓄電デバイスのデバイス状態を模式的に示す説明図であり、(A)はリチウムイオンキャパシタ(LIC)の電圧、(B)はメイン電池の充電状態を示す。It is explanatory drawing which shows the device state of a composite energy storage device typically, (A) shows the voltage of a lithium ion capacitor (LIC), (B) shows the charge state of a main battery.

以下、図面を参照して、本発明を、オルタネータ回生車両に搭載可能な14V系車両用電源システムに適用した実施の形態について説明する。 An embodiment in which the present invention is applied to a 14V vehicle power supply system that can be mounted on an alternator regenerative vehicle will be described below with reference to the drawings.

1.構成
1−1.車両側の構成
まず、本実施形態の電源システム10に言及する前に、電源システム10が搭載されるオルタネータ回生車両(μHEV)20の主要構成について簡単に説明する。なお、μHEVとは、ISS機能を有し、オルタネータから供給される回生電力を受け入れ可能かつ放電負荷(スタータおよび補機)に放電可能な蓄電デバイスを備えたガソリン車またはディーゼル車をいう。
1. Configuration 1-1. Configuration on Vehicle Side First, before referring to the power supply system 10 of the present embodiment, a main configuration of an alternator regenerative vehicle (μHEV) 20 on which the power supply system 10 is mounted will be briefly described. Note that μHEV refers to a gasoline vehicle or a diesel vehicle that has an ISS function, is capable of receiving regenerative power supplied from an alternator, and is provided with a power storage device capable of discharging a discharge load (starter and auxiliary equipment).

(1)イグニッションスイッチ(IGN)11
図1に示すように、オルタネータ回生車両20は、普通ガソリン車と同様に、イグニッションスイッチ11(以下、IGN11と略称する。)を備えている。IGN11は、ドライバにより、OFF位置、ON/ACC位置、START位置のいずれかに位置付けられる。すなわち、車両駐車時にはOFF位置、車両走行前および走行時にはON/ACC位置、エンジン始動時にはSTART位置に位置付けられる。なお、「ACC」はアクセサリ、すなわち、補機(に複合蓄電デバイス1から電力を供給するための位置)を意味する。IGN11はその位置が変更される度に車両制御部15に報知する。
(1) Ignition switch (IGN) 11
As shown in FIG. 1, the alternator regenerative vehicle 20 is provided with an ignition switch 11 (hereinafter, abbreviated as IGN 11) similarly to a normal gasoline vehicle. The IGN 11 is positioned by the driver at one of the OFF position, the ON/ACC position, and the START position. That is, the vehicle is positioned in the OFF position when the vehicle is parked, in the ON/ACC position before and after the vehicle travels, and in the START position when the engine is started. Note that “ACC” means an accessory, that is, an auxiliary machine (a position for supplying electric power from the composite power storage device 1 to the auxiliary machine). The IGN 11 notifies the vehicle control unit 15 every time its position is changed.

(2)車両制御部15
また、オルタネータ回生車両20は、オルタネータ回生車両20全体の動作を制御する車両制御部(ECU)15を備えている。車両制御部15は、IGN11の位置情報を把握するとともに、アクセル、ブレーキ、エンジン等の作動状態、速度、加速度その他の車両状態を把握し、把握した状態に応じた走行制御を行う。
(2) Vehicle control unit 15
Further, the alternator regenerative vehicle 20 includes a vehicle control unit (ECU) 15 that controls the operation of the alternator regenerative vehicle 20 as a whole. The vehicle control unit 15 grasps the position information of the IGN 11, grasps the operating states of the accelerator, the brake, the engine, etc., the speed, the acceleration, and other vehicle states, and performs traveling control according to the grasped states.

また、車両制御部15は、電源システム10の制御部7と通信線16を介して通信し、電源システム10を構成する複合蓄電デバイス1(以下、蓄電デバイス1と略称する。)のデバイス状態の報知を受けるとともに、制御部7に車両の状態情報を報知する。なお、車両の状態情報には、下表1に示すように、IGN位置情報、オルタネータ作動情報およびアイドリング情報が含まれる(詳細後述)。 In addition, the vehicle control unit 15 communicates with the control unit 7 of the power supply system 10 via the communication line 16 and is in the device state of the composite power storage device 1 (hereinafter, abbreviated as the power storage device 1) that constitutes the power supply system 10. In addition to receiving the notification, the control unit 7 is notified of the vehicle state information. The vehicle state information includes IGN position information, alternator operation information, and idling information (details will be described later), as shown in Table 1 below.

Figure 0006750316
Figure 0006750316

(3)オルタネータ12
オルタネータ回生車両20は、制動時やアクセルオフ時に図示を省略したエンジンの回転力を回生電力に変換するオルタネータ12を備えている。オルタネータ12には電磁クラッチ(不図示)を介してエンジンの(回転)駆動力が伝達される。本実施形態では、オルタネータ12の出力電圧は14.0[V]に設定されている。なお、後述するように、蓄電デバイス1のデバイス状態に応じて、回生発電時以外にもオルタネータ12による発電がなされる場合がある。
(3) Alternator 12
The alternator regenerative vehicle 20 includes an alternator 12 that converts the rotational force of the engine (not shown) into regenerative electric power during braking or accelerator off. The (rotational) driving force of the engine is transmitted to the alternator 12 via an electromagnetic clutch (not shown). In this embodiment, the output voltage of the alternator 12 is set to 14.0 [V]. As will be described later, depending on the device state of the electricity storage device 1, power may be generated by the alternator 12 other than during regenerative power generation.

オルタネータ12は、ステータおよびロータで構成される発電部と、発電部で発電された交流電力を直流電力に変換する整流部と、整流部で変換された直流電力の電圧を一定とするためのボルテージレギュレータとを有して構成されている。なお、オルタネータ12の一端はグランド(車両のシャーシと同電位。以下、GNDと略称する。)に接続されており、他端は後述するスタータ13および補機14の一端および後述するスイッチ6の接続点に接続されている。 The alternator 12 includes a power generation unit including a stator and a rotor, a rectification unit that converts the AC power generated by the power generation unit into DC power, and a voltage that keeps the voltage of the DC power converted by the rectification unit constant. And a regulator. It should be noted that one end of the alternator 12 is connected to the ground (the same potential as the chassis of the vehicle; hereinafter abbreviated as GND), and the other end is connected to one end of a starter 13 and an auxiliary machine 14 described later and a switch 6 described later. Connected to a point.

(4)スタータ13
また、オルタネータ回生車両20は、エンジンを始動するスタータ13を備えている。スタータ13は、公知のように、フィールド(励磁)コイルとアーマチュア(回転)コイルとを有する直流直巻型モータ(セルモータ)と、モータに蓄電デバイス1の電力を供給するためのメイン接点と、プランジャの周りに配されプランジャを進退・保持するプルイン(引き込み)コイルおよびホールディング(保持)コイルと、プランジャに固着した導体部材とを有して構成されている。スタータ13の他端はGNDに接続されている。
(4) Starter 13
Further, the alternator regenerative vehicle 20 includes a starter 13 that starts the engine. The starter 13 is, as is well known, a DC series-wound motor (cell motor) having a field (excitation) coil and an armature (rotation) coil, a main contact for supplying electric power of the power storage device 1 to the motor, and a plunger. And a holding (holding) coil, which is arranged around the base and which advances and retracts and holds the plunger, and a conductor member fixed to the plunger. The other end of the starter 13 is connected to GND.

オルタネータ回生車両20のエンジン始動時には、プルインコイルおよびホールディングコイルに蓄電デバイス1から電力が供給され、プランジャが移動する(引き込まれ保持される)ことで直流直巻型モータに接続された一方のメイン接点と、蓄電デバイス1に接続された他方のメイン接点とが上述した導体部材で導通することでモータが回転し、このモータの回転力でクランクシャフトが回転する。このため、IGN11がSTART位置に位置付けられると、蓄電デバイス1からスタータ13へ電力が供給されスタータ13が回転し、クランクシャフトを介してスタータ13の回転力がエンジンに伝達されてエンジンが始動する。 When the engine of the alternator regenerative vehicle 20 is started, electric power is supplied from the power storage device 1 to the pull-in coil and the holding coil, and the plunger is moved (pulled in and held) to be connected to the DC series-wound motor. And the other main contact connected to the electricity storage device 1 are electrically connected to each other by the above-described conductor member, whereby the motor rotates, and the rotational force of this motor causes the crankshaft to rotate. Therefore, when IGN 11 is positioned at the START position, electric power is supplied from power storage device 1 to starter 13 to rotate starter 13, and the rotational force of starter 13 is transmitted to the engine via the crankshaft to start the engine.

(5)補機14
さらに、オルタネータ回生車両20には種々の補機(アクセサリ)14が搭載されている。補機14には、例えば、ランプ、ライト、パワーウインド、エンジンポンプ(スパークプラグ)、エアコン、ファン、ラジオ、テレビ、CDプレーヤ、カーナビゲーション等を挙げることができる。補機14の他端はGNDに接続されている。なお、補機14は、最低作動電圧(例えば、8[V])以上の作動電圧を蓄電デバイス1から供給されればよい。
(5) Auxiliary machine 14
Further, various alternators (accessories) 14 are mounted on the alternator regenerative vehicle 20. Examples of the auxiliary device 14 include a lamp, a light, a power window, an engine pump (spark plug), an air conditioner, a fan, a radio, a television, a CD player, and a car navigation. The other end of the auxiliary machine 14 is connected to GND. The auxiliary device 14 may be supplied with an operating voltage equal to or higher than the minimum operating voltage (for example, 8 [V]) from the power storage device 1.

1−2.電源システムの構成
次に、本実施形態の電源システム10の構成について説明する。電源システム10は、例えば、オルタネータ回生車両20のエンジンルームに搭載されるが、本発明はこれに限定されるものではない。
1-2. Configuration of Power Supply System Next, the configuration of the power supply system 10 of the present embodiment will be described. The power supply system 10 is mounted in, for example, the engine room of the alternator regenerative vehicle 20, but the present invention is not limited to this.

(1)複合蓄電デバイス1
図1に示すように、本実施形態の電源システム10は、オルタネータ12から供給される回生電力を受け入れ可能かつスタータ13および補機14(以下、両者を総称する場合は放電負荷という。)に放電可能な蓄電デバイス1を備えている。蓄電デバイス1は、メイン電池2(本例では鉛蓄電池)と、リチウムイオンキャパシタ3(以下、LIC3と略称する。)との複合蓄電デバイスとして構成されている。
(1) Composite power storage device 1
As shown in FIG. 1, the power supply system 10 of the present embodiment can receive regenerative power supplied from the alternator 12 and discharges the starter 13 and the auxiliary machine 14 (hereinafter, both are collectively referred to as a discharge load). It comprises a possible electricity storage device 1. The electricity storage device 1 is configured as a composite electricity storage device including a main battery 2 (lead storage battery in this example) and a lithium ion capacitor 3 (hereinafter abbreviated as LIC3).

(1−1)メイン電池2
メイン電池2の電槽には、内部を仕切る隔壁によって6個のセル室を画定するモノブロック電槽が用いられている。モノブロック電槽の中央部の隔壁には上部側から略中央部までセンサ挿入孔が形成されている。センサ挿入孔にはメイン電池2の中央部の温度を検出するサーミスタ等の温度センサが挿入されており、温度センサは接着剤でセンサ挿入孔内に固定されている。
(1-1) Main battery 2
As the battery case of the main battery 2, a monoblock battery case that defines six cell chambers by partition walls that partition the inside is used. A sensor insertion hole is formed in the central partition of the monoblock battery case from the upper side to approximately the central part. A temperature sensor such as a thermistor for detecting the temperature of the central portion of the main battery 2 is inserted in the sensor insertion hole, and the temperature sensor is fixed in the sensor insertion hole with an adhesive.

メイン電池2の各セル室には、複数の正極板と負極板とをセパレータを介して積層した極板群が1組ずつ収容されており、水系電解液である希硫酸が注液されている。メイン電池2の正極活物質には二酸化鉛、負極活物質には海綿状鉛を用いることができる。また、回生電力を受け入れやすい構造とするために、負極活物質合剤には、上述した負極活物質の他にリグニンおよびカーボン等を含む負極添加剤が混入されている。 Each cell chamber of the main battery 2 accommodates one set of electrode plates in which a plurality of positive electrode plates and negative electrode plates are stacked with a separator interposed therebetween, and dilute sulfuric acid that is an aqueous electrolytic solution is injected. .. Lead dioxide can be used for the positive electrode active material of the main battery 2, and spongy lead can be used for the negative electrode active material. In addition, in order to make it easy to receive regenerative power, the negative electrode active material mixture is mixed with a negative electrode additive containing lignin, carbon and the like in addition to the above-mentioned negative electrode active material.

各セル室はモノブロック電槽の開口を一体に覆う蓋で密閉化されており、各セル室間は導電性の接続部材により直列に接続されている。メイン電池2の上部対角位置には、外部出力端子となる正極端子および負極端子が立設されている。本実施形態のメイン電池2の公称電圧は12[V]である(各セルの公称電圧:2[V])。また、メイン電池2の容量は、例えば、30〜70Ahとすることができるが(本例では32Ah)、本発明はこれに制限されるものではない。なお、メイン電池2の負極端子はGNDに接続されている。 Each cell chamber is sealed with a lid that integrally covers the opening of the monoblock battery case, and the cell chambers are connected in series by a conductive connecting member. A positive electrode terminal and a negative electrode terminal, which are external output terminals, are erected at diagonally upper positions of the main battery 2. The nominal voltage of the main battery 2 of this embodiment is 12 [V] (nominal voltage of each cell: 2 [V]). The capacity of the main battery 2 can be, for example, 30 to 70 Ah (32 Ah in this example), but the present invention is not limited to this. The negative terminal of the main battery 2 is connected to GND.

(1−2)LIC3
一方、本実施形態のLIC3は、単体の(ユニット)リチウムイオンキャパシタ(以下、単体キャパシタと略称する。例えば、使用下限電圧2.2[V]、使用上限電圧3.5[V])を4個直列に接続したキャパシタ群(組キャパシタ)で、最上位電位側に正極端子、最下位電位側に負極端子を有して構成されている。単体キャパシタの容量は、例えば、1000F〜4000Fとすることができるが(本例では1800F)、本発明はこれに限定されるものではない。負極端子はGNDに接続されている。これら4個の単体キャパシタのうち1個の単体キャパシタの表面には、接着剤によりサーミスタ等の温度センサが固着している。なお、本実施形態のLIC3の使用上限電圧は14.0[V](3.5[V]×4個)、使用下限電圧は8.8[V](2.2[V]×4個)に設定されている。
(1-2) LIC3
On the other hand, the LIC 3 of this embodiment has a single (unit) lithium-ion capacitor (hereinafter, abbreviated as a single capacitor. A group of capacitors (group capacitors) connected in series, each having a positive electrode terminal on the highest potential side and a negative electrode terminal on the lowest potential side. The capacity of the single capacitor can be, for example, 1000 F to 4000 F (1800 F in this example), but the present invention is not limited to this. The negative electrode terminal is connected to GND. A temperature sensor such as a thermistor is fixed to the surface of one of the four single capacitors by an adhesive. The upper limit voltage of the LIC 3 according to the present embodiment is 14.0 [V] (3.5 [V] x 4), and the lower limit voltage is 8.8 [V] (2.2 [V] x 4). ) Is set.

各単体キャパシタは、多数の貫通孔が形成されたアルミニウム箔に活性炭を含む正極活物質を塗着した正極と、多数の貫通孔が形成された銅箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質(例えば、非晶質炭素)を塗着した負極とを微多孔性のセパレータを介して捲回または積層した電極群を有している。電極群は、6フッ化リン酸リチウム(LiPF)等のリチウム塩がエチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)等の混合溶媒に溶解された非水電解液に浸潤されて円筒型、扁平円筒型または角型の容器内に収容されている。 Each unit capacitor has a positive electrode in which a positive electrode active material containing activated carbon is applied to an aluminum foil with a large number of through holes, and a negative electrode active material capable of absorbing and releasing lithium ions in a copper foil with a large number of through holes. It has an electrode group in which a negative electrode coated with a substance (for example, amorphous carbon) and a negative electrode are wound or laminated via a microporous separator. The electrode group is infiltrated with a non-aqueous electrolytic solution in which a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is dissolved in a mixed solvent such as ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC) and diethyl carbonate (DEC). It is housed in a cylindrical, flat cylindrical, or rectangular container.

例えば、各単体キャパシタが円筒型の場合には、LIC3は上下位置で4本の単体キャパシタを一括して保持するための樹脂製ホルダを有しており、各ホルダにはこれらの単体キャパシタを直列接続するための導体並びに正極端子または負極端子がインサート成形で内蔵されており、各単体キャパシタはそれぞれ隣接する2本の単体キャパシタと上下方向で正負極が逆方向で対角位置に配された単体キャパシタと同方向でホルダにより保持されるようにしてもよい。 For example, when each single capacitor is a cylindrical type, the LIC 3 has a resin holder for holding four single capacitors collectively at the upper and lower positions, and these single capacitors are connected in series to each holder. A conductor for connection and a positive electrode terminal or a negative electrode terminal are built in by insert molding, and each single capacitor is a single single capacitor in which the positive and negative electrodes are arranged diagonally in the opposite direction in the vertical direction with two adjacent single capacitor It may be held by the holder in the same direction as the capacitor.

(2)スイッチ6
図1に示すように、電源システム10は、メイン電池2およびLIC3の充放電電流を切り替えるスイッチ6を備えている。スイッチ6は、直列に接続された2つのスイッチ、スイッチSW1とスイッチSW2とで構成されている。スイッチSW1とスイッチSW2との接続点は放電負荷の一端およびオルタネータ12の他端に接続されている。スイッチSW1、SW2の他端はそれぞれメイン電池2およびLIC3の正極端子に接続されている。スイッチSW1、SW2は大電流が通電可能なスイッチング素子(例えば、パワーMOSFET)で構成されている。
(2) Switch 6
As shown in FIG. 1, the power supply system 10 includes a switch 6 that switches charge/discharge currents of the main battery 2 and the LIC 3. The switch 6 is composed of two switches connected in series, a switch SW1 and a switch SW2. The connection point between the switch SW1 and the switch SW2 is connected to one end of the discharge load and the other end of the alternator 12. The other ends of the switches SW1 and SW2 are connected to the positive terminals of the main battery 2 and the LIC 3, respectively. The switches SW1 and SW2 are composed of switching elements (for example, power MOSFETs) capable of passing a large current.

ここで、スイッチ6の機能について説明すると、オルタネータ12から供給される回生電力を蓄電デバイス1で受け入れる際に、オルタネータ12からメイン電池2およびLIC3のいずれか一方に接続するスイッチの役割を果たすとともに、蓄電デバイス1から放電負荷に放電する際に、メイン電池2およびLIC3のいずれか一方から放電負荷に接続するスイッチの役割を果たす。 Here, the function of the switch 6 will be described. When the regenerative power supplied from the alternator 12 is received by the power storage device 1, the switch 6 serves as a switch that connects the alternator 12 to either the main battery 2 or the LIC 3. When discharging from the electricity storage device 1 to the discharge load, it plays a role of a switch that connects the main battery 2 or the LIC 3 to the discharge load.

スイッチ6は、下表2に示すように、オルタネータ12および放電負荷がメイン電池2およびLIC3のいずれにも接続されない状態0、オルタネータ12および放電負荷がLIC3に接続される状態1、オルタネータ12および放電負荷がメイン電池2に接続される状態2、メイン電池2とLIC3とが並列接続される状態3のいずれかの状態を採る。 As shown in Table 2 below, the switch 6 has a state 0 in which the alternator 12 and the discharge load are not connected to the main battery 2 and the LIC 3, a state 1 in which the alternator 12 and the discharge load are connected to the LIC 3, the alternator 12 and the discharge. Either the state 2 in which the load is connected to the main battery 2 or the state 3 in which the main battery 2 and the LIC 3 are connected in parallel are adopted.

Figure 0006750316
Figure 0006750316

(3)補償キャパシタC
蓄電デバイス1から補機14に放電する際、例えば状態1から状態2に切り替えるときには、メイン電池2およびLIC3のいずれからも補機14に電力が供給されない一瞬が生じるおそれがある。このため、スイッチSW1、SW2の接続点とGNDとの間には、この一瞬の電力を補機14に補償・供給する補償キャパシタC(電解キャパシタ)が挿入されている。
(3) Compensation capacitor C
When discharging from the electricity storage device 1 to the auxiliary device 14, for example, when switching from the state 1 to the state 2, there is a possibility that an electric power is not supplied to the auxiliary device 14 from either the main battery 2 or the LIC 3 for a moment. For this reason, a compensation capacitor C (electrolytic capacitor) for compensating and supplying this instantaneous power to the auxiliary device 14 is inserted between the connection point of the switches SW1 and SW2 and GND.

(4)コントローラ4、5
また、電源システム10は、メイン電池2、LIC3の状態をそれぞれ検出するメイン電池コントローラ4、LICコントローラ5(以下、両者を総称する場合はコントローラ4、5という。)を備えている。コントローラ4、5は、充放電中(車両走行中および車両走行前)にそれぞれメイン電池2、LIC3の温度、電圧、電流等の状態を検出する。
(4) Controllers 4, 5
The power supply system 10 also includes a main battery controller 4 and a LIC controller 5 (hereinafter, both are collectively referred to as controllers 4 and 5) that detect the states of the main battery 2 and the LIC 3, respectively. The controllers 4 and 5 detect the states of the main battery 2 and the LIC 3, such as temperature, voltage, and current, during charging/discharging (during vehicle traveling and before vehicle traveling), respectively.

すなわち、本実施形態では、上述したメイン電池2の温度センサはメイン電池コントローラ4に接続されており、メイン電池コントローラ4は所定時間毎に(例えば、10ms間隔で)温度センサの電圧をサンプリングし、サンプリング結果をそのRAMに格納する。また、メイン電池2の総電圧を検出するために、メイン電池2の正極端子および負極端子はメイン電池コントローラ4に接続されている。 That is, in the present embodiment, the temperature sensor of the main battery 2 described above is connected to the main battery controller 4, and the main battery controller 4 samples the voltage of the temperature sensor at predetermined time intervals (for example, at 10 ms intervals). The sampling result is stored in the RAM. Further, in order to detect the total voltage of the main battery 2, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the main battery 2 are connected to the main battery controller 4.

さらに、メイン電池2に流れる充放電電流を検出するために、スイッチSW2およびメイン電池2の正極端子間にはホール素子またはシャント抵抗等の電流センサ8が配されており、電流センサ8はメイン電池コントローラ4に接続されている。メイン電池コントローラ4は、メイン電池2の電圧およびメイン電池2に流れる電流を所定時間毎に(例えば、2ms間隔で)サンプリングし、サンプリング結果をそのRAMに格納する。また、メイン電池コントローラ4は、充放電休止時(車両駐車時)に、メイン電池2の開回路電圧(以下、OCVと略称する。)およびそのときの温度を検出する。 Further, in order to detect the charging/discharging current flowing through the main battery 2, a current sensor 8 such as a hall element or a shunt resistor is arranged between the switch SW2 and the positive terminal of the main battery 2, and the current sensor 8 is the main battery. It is connected to the controller 4. The main battery controller 4 samples the voltage of the main battery 2 and the current flowing through the main battery 2 at predetermined time intervals (for example, at 2 ms intervals), and stores the sampling result in the RAM. Further, the main battery controller 4 detects the open circuit voltage (hereinafter, abbreviated as OCV) of the main battery 2 and the temperature at that time when charging/discharging is stopped (when the vehicle is parked).

一方、LICコントローラ5も上述したメイン電池コントローラ3と同様の構成を有しているが(LIC3に流れる充放電電流をスイッチSW1とLIC3の正極端子との間に配された電流センサ9で検出)、LIC3の総電圧の検出に加え、過放電・過充電を監視するために各単体キャパシタの電圧も検出する点で、メイン電池コントローラ4が検出する以外の電圧検出も行う。また、LICコントローラ5は、LIC3を構成する各単体キャパシタの電圧を調整する(揃える)電圧調整回路を有していてもよい。 On the other hand, the LIC controller 5 also has the same configuration as the main battery controller 3 described above (the charge/discharge current flowing through the LIC3 is detected by the current sensor 9 arranged between the switch SW1 and the positive terminal of the LIC3). , LIC3, in addition to detecting the total voltage of the LIC3, it also detects the voltage of each single capacitor in order to monitor over-discharging/over-charging. In addition, the LIC controller 5 may have a voltage adjustment circuit that adjusts (aligns) the voltages of the individual capacitors forming the LIC 3.

コントローラ4、5は、制御部7(状態把握部7A)に接続されており、充放電時に、それらのRAMに一時的に格納したメイン電池2およびLIC3の温度、電圧、電流およびLIC3を構成する各単体キャパシタの電圧を制御部7に出力し、充放電休止時に、検出したOCVおよびそのときの温度を制御部7に出力する。 The controllers 4 and 5 are connected to the control unit 7 (state grasping unit 7A), and configure the temperature, voltage, current, and LIC3 of the main battery 2 and LIC3 temporarily stored in the RAM during charging/discharging. The voltage of each single capacitor is output to the control unit 7, and the detected OCV and the temperature at that time are output to the control unit 7 when charging/discharging is stopped.

(5)制御部7
さらに、電源システム10は、メイン電池2およびLIC3のデバイス状態を演算するとともに、スイッチ6による充放電電流の切り替え動作を制御する制御部7を備えている。制御部7は、マイクロコントローラ(以下、MCと略称する。)、通信IC、I/O、入力ポート、出力ポートを有するマイクロプロセッサとして構成されており、図1では、制御部7の役割を明確にするために機能別に細部を表している。
(5) Control unit 7
Further, the power supply system 10 includes a control unit 7 that calculates the device states of the main battery 2 and the LIC 3, and controls the switching operation of the charging/discharging current by the switch 6. The control unit 7 is configured as a microprocessor having a microcontroller (hereinafter abbreviated as MC), a communication IC, an I/O, an input port, and an output port. In FIG. 1, the role of the control unit 7 is clear. The details are shown by function in order to.

MCは、メイン電池2およびLIC3のデバイス状態を把握(演算)するCPU、基本制御プログラムおよびプログラムデータを記憶したROM、CPUのワークエリアとして働くとともに種々のデータを一時的に記憶するRAMおよびこれらを接続する内部バスで構成されている。内部バスは外部バスに接続されており、外部バスは入力ポートを介して上述したコントローラ4、5に接続されている。また、外部バスには、スイッチ6に信号を出力するための出力ポート、および、I/O、通信線16を介して車両制御部15と通信するための通信ICが接続されている。 The MC is a CPU that grasps (calculates) the device states of the main battery 2 and the LIC 3, a ROM that stores a basic control program and program data, a RAM that serves as a work area for the CPU and temporarily stores various data, and these. It consists of an internal bus to connect to. The internal bus is connected to the external bus, and the external bus is connected to the controllers 4 and 5 described above via the input port. Further, an output port for outputting a signal to the switch 6 and a communication IC for communicating with the vehicle control unit 15 via the I/O and the communication line 16 are connected to the external bus.

従って、制御部7のMCおよび入力ポートは図1の状態把握部7Aに、MCおよび出力ポートはスイッチ制御部7Bに、通信ICおよびI/Oは通信部7Cにそれぞれ対応する。制御部7はその他の機能(例えば、後述する省エネモードへ移行させるための機能)も有しているが、図1では捨象している。スイッチ6と出力ポートとは制御線で接続されており、制御部7を構成するMCの破損を防止するために制御線には抵抗が挿入されている。なお、制御線には出力ポートを介してハイレベル信号(H)またはローレベル信号(L)が出力される。 Therefore, the MC and the input port of the control unit 7 correspond to the state grasping unit 7A in FIG. 1, the MC and the output port correspond to the switch control unit 7B, and the communication IC and I/O correspond to the communication unit 7C. The control unit 7 also has other functions (for example, a function for shifting to an energy saving mode described later), but it is omitted in FIG. The switch 6 and the output port are connected by a control line, and a resistor is inserted in the control line in order to prevent the MC constituting the control unit 7 from being damaged. A high level signal (H) or a low level signal (L) is output to the control line via the output port.

図1に沿って制御部7の各部の機能を説明すると、状態把握部7Aは、コントローラ4、5から出力されたデータをMCのRAM(以下、RAMと略称する。)に一旦格納し、メイン電池2およびLIC3の現在のデバイス状態(充電状態(SOC)、電圧等)を演算(推定)する。通信部7Cは、状態把握部7Aが演算したメイン電池2およびLIC3の現在のデバイス状態を所定時間(例えば、2ms)毎に車両制御部15に報知するとともに、上述したように、車両制御部15から車両の状態情報の報知を受ける。スイッチ制御部7Bは、車両制御部15から報知された車両の状態情報および状態把握部7Aで演算したメイン電池2およびLIC3のデバイス状態に従ってスイッチ6を構成するスイッチSW1、SW2のオン、オフを制御する。 The function of each unit of the control unit 7 will be described with reference to FIG. 1. The state grasping unit 7A temporarily stores the data output from the controllers 4 and 5 in the RAM of the MC (hereinafter, abbreviated as RAM), and then the main. The current device states (state of charge (SOC), voltage, etc.) of the battery 2 and the LIC 3 are calculated (estimated). The communication unit 7C informs the vehicle control unit 15 of the current device states of the main battery 2 and the LIC 3 calculated by the state grasping unit 7A every predetermined time (for example, 2 ms), and as described above, the vehicle control unit 15 Receives notification of vehicle status information from. The switch control unit 7B controls on/off of the switches SW1 and SW2 forming the switch 6 according to the vehicle state information notified from the vehicle control unit 15 and the device states of the main battery 2 and the LIC 3 calculated by the state grasping unit 7A. To do.

なお、本実施形態では、制御系構成部材(コントローラ4、5、スイッチ6、制御部7および車両制御部15等)はメイン電池2から供給される電力で作動する。 In the present embodiment, the control system constituent members (the controllers 4, 5, the switch 6, the control unit 7, the vehicle control unit 15, etc.) are operated by the electric power supplied from the main battery 2.

2.電源システム10の特色
次に、本実施形態の電源システム10の特色について説明する。
2. Features of Power Supply System 10 Next, features of the power supply system 10 of the present embodiment will be described.

2−1.回生充放電時
(1)蓄電デバイス1がオルタネータ12から供給される回生電力を受け入れる際、LIC3を使用上限電圧V1(図8(A)参照、本例では14.0[V])まで充電した後、メイン電池2を充電する。
2-1. During regenerative charging/discharging (1) When the power storage device 1 receives the regenerative power supplied from the alternator 12, the LIC 3 is charged to the use upper limit voltage V1 (see FIG. 8A, 14.0 [V] in this example). After that, the main battery 2 is charged.

(2)蓄電デバイス1が補機14に放電する際、LIC3からその電圧が予め設定された設定電圧V2となるまで放電した後、メイン電池2から放電する。この設定電圧V2は、LIC3からスタータ13に放電することでエンジンを始動可能な最低電圧以上の電圧値(図8(A)参照、本例では11.8[V])に設定されている。 (2) When the electricity storage device 1 is discharged to the auxiliary device 14, the electricity is discharged from the LIC 3 until the voltage reaches the preset voltage V2, and then the main battery 2 is discharged. The set voltage V2 is set to a voltage value equal to or higher than the lowest voltage at which the engine can be started by discharging the starter 13 from the LIC 3 (see FIG. 8A, 11.8 [V] in this example).

すなわち、回生充放電時には、メイン電池2の充放電に先立ってLIC3が充放電され、回生放電時には、LIC3の電力でエンジンを始動するため、LIC3の電圧は設定電圧V2以上に保持される(補機14には設定電圧V2までしか放電されない。)。 That is, at the time of regenerative charging/discharging, the LIC3 is charged/discharged prior to charging/discharging of the main battery 2, and at the time of regenerative discharging, the electric power of the LIC3 starts the engine, so that the voltage of the LIC3 is maintained at the set voltage V2 or higher. The machine 14 is discharged only up to the set voltage V2).

2−2.アイドリングストップ・スタートの際のエンジン始動時
(1)アイドリングストップ・スタートの際は、LIC3からスタータ13に放電することでエンジンを(再)始動する。
2-2. When starting the engine at idling stop start (1) At the time of idling stop start, the engine is (re)started by discharging the starter 13 from the LIC 3.

(2)エンジン始動直後は、メイン電池2から補機14に放電する。なお、LIC3はその後オルタネータ12から供給される回生電力で充電される(上記2−1(1))。 (2) Immediately after starting the engine, the main battery 2 discharges the auxiliary equipment 14. The LIC 3 is then charged with the regenerative electric power supplied from the alternator 12 (above 2-1 (1)).

2−3.充放電休止時
充放電休止時には、メイン電池2とLIC3とを並列接続する。このような並列接続の主目的はLIC3の過放電を防止することにあるが、LIC3をエンジン始動可能な設定電圧V2以上の電圧値に保持することを目的に並列接続するようにしてもよい。
2-3. During charge/discharge pause During main charge/discharge pause, the main battery 2 and the LIC 3 are connected in parallel. The main purpose of such parallel connection is to prevent over-discharging of the LIC3, but the LIC3 may be connected in parallel for the purpose of holding the voltage value equal to or higher than the set voltage V2 at which the engine can be started.

3.動作
次に、本実施形態の電源システム10の動作(充放電制御)について、制御部7のMCのCPU(以下、CPUと略称する。)を主体として、上記「2.電源システム10の特色」の内容を中心により具体的に説明する。
3. Operation Next, regarding the operation (charge/discharge control) of the power supply system 10 of the present embodiment, the CPU of the MC of the control unit 7 (hereinafter, abbreviated as CPU) is mainly used to perform the above “2. Features of the power supply system 10”. The contents will be specifically described.

3−1.情報の共有
車両制御部15と制御部7(CPU)は協調制御を行う。すなわち、車両制御部15は車両状態および蓄電デバイス1のデバイス状態に応じて車両を制御し、制御部7(CPU)は車両状態および蓄電デバイス1のデバイス状態に応じてスイッチ6のオン、オフを制御する。このため、CPUは車両の状態情報が必要となり、車両制御部15は蓄電デバイス1のデバイス状態の把握が必要となる。車両の状態情報および蓄電デバイス1のデバイス状態は上述した通信線16を介して両者間で共有される。以下では、CPUによる充放電制御に言及する前にその前提として、共有される情報について説明する。
3-1. Information sharing The vehicle control unit 15 and the control unit 7 (CPU) perform cooperative control. That is, the vehicle control unit 15 controls the vehicle according to the vehicle state and the device state of the power storage device 1, and the control unit 7 (CPU) turns on and off the switch 6 according to the vehicle state and the device state of the power storage device 1. Control. Therefore, the CPU needs the vehicle state information, and the vehicle control unit 15 needs to grasp the device state of the power storage device 1. The vehicle state information and the device state of the electricity storage device 1 are shared between the two via the above-described communication line 16. Hereinafter, shared information will be described as a premise before referring to charge/discharge control by the CPU.

(1)車両の状態情報
(1−1)IGN位置情報
車両駐車後の車両走行前には、ドライバによりIGN11にイグニッションキーが挿入され、IGN11はOFF位置からON/ACC位置に位置付けられ、さらにON/ACC位置からSTART位置に位置付けられてエンジンが始動した後、再度ON/ACC位置に位置付けられる。これにより、オルタネータ回生車両20は走行状態(車両走行中)となる。車両制御部15はIGN11が最初にON/ACC位置に位置付けられると、制御部7にその旨を報知する。この報知を受けたCPUは、コントローラ4、5および制御部7をスリープ状態(省エネモード)から作動状態に移行(アウェーク)させる。
(1) Vehicle status information (1-1) IGN position information Before the vehicle travels after parking the vehicle, the driver inserts an ignition key into the IGN 11, and the IGN 11 is positioned from the OFF position to the ON/ACC position, and further ON. After the engine is started by being positioned from the /ACC position to the START position, it is positioned again at the ON/ACC position. As a result, the alternator regenerative vehicle 20 is in a traveling state (while the vehicle is traveling). When the IGN 11 is first positioned in the ON/ACC position, the vehicle control unit 15 notifies the control unit 7 of that fact. Upon receiving this notification, the CPU shifts (awakens) the controllers 4 and 5 and the control unit 7 from the sleep state (energy saving mode) to the operating state.

また、車両走行後の車両駐車開始時には、ドライバによりIGN11がON/ACC位置からOFF位置に位置付けられ、イグニッションキーがIGN11から引き抜かれる。車両制御部15はIGN11がOFF位置に位置付けられると、制御部7にその旨を報知する。この報知を受けたCPUは、コントローラ4、5および制御部7をアウェーク状態(作動状態)からスリープ状態に移行させる。 When the vehicle is parked after traveling, the driver positions IGN 11 from the ON/ACC position to the OFF position, and the ignition key is pulled out of IGN 11. When the IGN 11 is positioned at the OFF position, the vehicle control unit 15 notifies the control unit 7 of that fact. The CPU that has received this notification shifts the controllers 4 and 5 and the control unit 7 from the awake state (operating state) to the sleep state.

車両制御部15はIGN11の出力を監視しており、IGN11がいずれの位置に位置付けられたかをIGN位置情報として制御部7に報知する。表1に示すように、IGN位置情報には、IGN11がOFF位置に位置付けられたことを表すOFF情報、IGN11がON/ACC位置に位置付けられたことを表すON/ACC情報およびIGN11がSTART位置に位置付けられたことを表すSTART情報が含まれる。 The vehicle control unit 15 monitors the output of the IGN 11 and informs the control unit 7 of which position the IGN 11 is positioned as IGN position information. As shown in Table 1, the IGN position information includes OFF information indicating that the IGN 11 is located at the OFF position, ON/ACC information indicating that the IGN 11 is located at the ON/ACC position, and IGN 11 indicating that the IGN 11 is located at the START position. It includes START information indicating that it is located.

(1−2)オルタネータ作動情報
オルタネータ回生車両20は回生発電機能を有しているため、車両制御部15は、ブレーキが踏まれたとき(制動時)、または、アクセルが開放されたとき(アクセルオフ時)に、上述した電磁クラッチをオン状態に移行させエンジンの駆動力を回生電力に変換して回生電力を蓄電デバイス1に供給するようにオルタネータ12を制御するとともに、CPUにその旨を報知する。また、ブレーキが開放されたとき、または、アクセルオフの結果車両の加速度が0となったときに、上述した電磁クラッチをオフ状態に移行させオルタネータ12の作動を停止させるように制御するとともに、その旨をCPUに報知する。
(1-2) Alternator Operation Information Since the alternator regenerative vehicle 20 has a regenerative power generation function, the vehicle control unit 15 controls the vehicle controller 15 when the brake is pressed (during braking) or when the accelerator is released (accelerator). (When it is turned off), the alternator 12 is controlled so as to shift the electromagnetic clutch to the on state to convert the driving force of the engine into regenerative electric power and supply the regenerative electric power to the power storage device 1, and notify the CPU to that effect. To do. Further, when the brake is released, or when the acceleration of the vehicle becomes 0 as a result of accelerator off, the electromagnetic clutch described above is controlled to be turned off and the operation of the alternator 12 is stopped. Notify the CPU to that effect.

すなわち、表1に示すように、電磁クラッチをオン状態に移行させるときは、回生電力の供給が開始することを表す回生開始情報をCPUに報知し、電磁クラッチを(オン状態から)オフ状態に移行させるときは、回生電力の供給が終了することを表す回生終了情報をCPUに報知する。なお、オルタネータ作動情報にはオルタネータ始動情報も含まれるが、この点については後述する。 That is, as shown in Table 1, when shifting the electromagnetic clutch to the ON state, the CPU is informed of the regeneration start information indicating that the supply of the regenerative electric power is started, and the electromagnetic clutch is set to the OFF state (from the ON state). When making the transition, the CPU is notified of the regeneration end information indicating that the supply of the regenerative power is finished. The alternator operation information also includes alternator start information, which will be described later.

(1−3)アイドリング情報
また、オルタネータ回生車両20はISS機能を有しているため、車両制御部15は、ブレーキ、速度、加速度等の車両状態並びに蓄電デバイス1のデバイス状態を参照してアイドリングストップするか否かを判断する。このため、オルタネータ回生車両20は、車両走行中にIGN11がON/ACC位置に位置付けられていても(ドライバがIGN11をOFF位置やSTART位置に位置付けなくても)、車両側制御部15の制御により、車両が停止するとエンジンが停止し(アイドリングストップ)、その後アクセルが踏まれるとエンジンが(再)始動する(アイドリングストップ・スタート)。
(1-3) Idling Information Further, since the alternator regenerative vehicle 20 has the ISS function, the vehicle control unit 15 refers to the vehicle state such as brake, speed, acceleration, etc. and the device state of the power storage device 1 for idling. Determine whether to stop. Therefore, the alternator regenerative vehicle 20 is controlled by the vehicle-side control unit 15 even if the IGN 11 is positioned at the ON/ACC position while the vehicle is traveling (even if the driver does not position the IGN 11 at the OFF position or the START position). When the vehicle stops, the engine stops (idling stop), and when the accelerator is stepped on, the engine starts (re)starting (idling stop start).

表1に示すように、アイドリング情報には、オルタネータ回生車両20がアイドリングストップ・スタート(以下、ISSと略称する。)することを表すISS情報、オルタネータ回生車両20がISSによりエンジンが(再)始動したことを表すエンジン始動情報が含まれる。なお、車両制御部15は、エンジン(クランクシャフト)の回転数をみてエンジンの(再)始動を確認する。 As shown in Table 1, the idling information includes ISS information indicating that the alternator regenerative vehicle 20 is idling stop/start (hereinafter abbreviated as ISS), and the engine of the alternator regenerative vehicle 20 is (re)started by the ISS. Engine start information indicating that the operation has been performed is included. The vehicle control unit 15 checks the (re)starting of the engine by observing the rotation speed of the engine (crankshaft).

(2)蓄電デバイス1のデバイス状態
CPUは、充放電中(車両走行前および車両走行中)は、コントローラ4、5で所定時間毎に検出されたメイン電池2およびLIC3のデータ(LIC3を構成する各単体キャパシタの電圧値を含む。)を取得するとともに、メイン電池2、LIC3の基準SOC(後述)およびメイン電池2、LIC3の容量(既知)に基づいて、コントローラ4、5で所定時間毎に検出された電流値を積算してメイン電池2およびLIC3の現在のデバイス状態を推定(演算)する。なお、電圧値、電流値は基準温度(例えば、室温)での値に温度補正される。そして、所定時間毎に、メイン電池2およびLIC3の現在のデバイス状態を車両制御部15に報知する。
(2) Device State of Power Storage Device 1 The CPU configures data of the main battery 2 and LIC3 (configures LIC3) detected by the controllers 4 and 5 at predetermined time intervals during charging/discharging (before and during vehicle running). (Including the voltage value of each single capacitor), and based on the reference SOC (described later) of the main battery 2 and the LIC 3 and the capacities (known) of the main batteries 2 and LIC 3, the controllers 4 and 5 at predetermined time intervals. The current values detected are integrated to estimate (calculate) the current device states of the main battery 2 and the LIC 3. The voltage value and current value are temperature-corrected to values at a reference temperature (for example, room temperature). Then, the vehicle control unit 15 is notified of the current device states of the main battery 2 and the LIC 3 every predetermined time.

一方、この報知を受けた車両制御部15は、メイン電池2、LIC3の現在のSOC、電圧値を参照して、エンジンの駆動力をオルタネータ12に伝達させるか否かを判断する。例えば、蓄電デバイス1が使用上限SOC、使用上限電圧に近い場合には、過充電状態に陥るおそれがあるためオルタネータ12を作動させないように電磁クラッチを制御し、逆に、蓄電デバイス1の劣化が促進されるようなSOC、使用下限電圧の場合には、ドライバのブレーキ操作やアクセル操作による回生充電を待たずに、車両走行中または車両走行前にオルタネータ12を作動させて蓄電デバイス1を充電するように電磁クラッチを制御する。 On the other hand, the vehicle control unit 15 that has received this notification refers to the current SOC and voltage value of the main battery 2 and the LIC 3, and determines whether or not to transmit the driving force of the engine to the alternator 12. For example, when the electricity storage device 1 is close to the upper limit SOC and the upper limit voltage to be used, the electromagnetic clutch is controlled so as not to operate the alternator 12 because it may fall into an overcharged state. When the SOC and the lower limit voltage for use are accelerated, the alternator 12 is operated to charge the power storage device 1 before or during the vehicle traveling without waiting for regenerative charging by the driver's brake operation or accelerator operation. To control the electromagnetic clutch.

蓄電デバイス1の劣化が促進されるような状態の場合には、車両制御部15は、蓄電デバイス1の劣化を防止するために、エンジンを駆動させ(または、燃費節約のためエンジンを停止させるべきところ駆動を続行させ)上述した電磁クラッチを作動させてエンジンの駆動力をオルタネータ12に接続する。車両制御部15は、このようにオルタネータ12の発電電力を蓄電デバイス1に供給する際は、オルタネータ12を作動させるタイミングで、オルタネータ12が始動することを表すオルタネータ始動情報(表1参照)をCPUに報知する。なお、このような発電は、従来の普通ガソリン車等でも採用されている、ガソリン消費を伴う発電方式である。 In the case where the deterioration of the power storage device 1 is promoted, the vehicle control unit 15 should drive the engine (or stop the engine to save fuel consumption) in order to prevent the deterioration of the power storage device 1. However, the drive is continued) and the electromagnetic clutch described above is operated to connect the driving force of the engine to the alternator 12. When supplying the generated power of the alternator 12 to the electricity storage device 1 in this way, the vehicle control unit 15 uses the alternator start information (see Table 1) that indicates that the alternator 12 starts at the timing of operating the alternator 12 as the CPU. To inform. It should be noted that such power generation is a power generation method involving gasoline consumption, which is also used in conventional ordinary gasoline vehicles and the like.

3−2.全体動作(充放電制御)
次に、フローチャートを参照して、CPUが実行する充放電制御について説明する。まず、図2を参照してCPUが実行する充放電制御の全体像について説明する。
3-2. Overall operation (charge/discharge control)
Next, the charge/discharge control executed by the CPU will be described with reference to the flowchart. First, an overall image of charge/discharge control executed by the CPU will be described with reference to FIG.

図2に示すように、充放電制御ルーチンでは、まず、ステップ(以下、Sと略称する。)102でIGN位置情報を受信するまで待機し、IGN位置情報を受信すると、次のS104において、受信したIGN位置情報がON/ACC情報か否かを判断する。 As shown in FIG. 2, in the charge/discharge control routine, first, in step (hereinafter, abbreviated as S) 102, the IGN position information is waited until the IGN position information is received. It is determined whether the IGN position information is ON/ACC information.

S104で肯定判断のときは、次のS106において、車両が駐車後の走行前(エンジン始動前)の状態か、走行中(エンジン始動後)の状態かを判断するために、START情報を受信済か否かを判断する。なお、START情報を受信済か否かは、例えば、後述するSTART情報受信フラグを参照して行うことができる。 If an affirmative decision is made in S104, then in the next S106, START information has been received in order to decide whether the vehicle is in a state after traveling (before engine starting) or after traveling (after engine starting). Determine whether or not. Whether or not the START information has been received can be determined, for example, by referring to a START information reception flag described later.

S106での判断が否定のときは、エンジン始動前(車両走行前)の蓄電デバイス1の充放電を制御するためのエンジン始動前充放電処理を実行し(S108)、肯定のときは、エンジン始動後(車両走行中)の蓄電デバイス1の充放電を制御するための回生充放電処理を実行する(S110)。 If the determination in S106 is negative, the pre-engine start charge/discharge process for controlling the charge/discharge of the power storage device 1 before the engine start (before the vehicle travels) is executed (S108), and if the determination is affirmative, the engine start is performed. A regenerative charging/discharging process for controlling charging/discharging of the electricity storage device 1 afterward (while the vehicle is traveling) is executed (S110).

一方、S104で否定判断のときは、S112において、受信したIGN位置情報がSTART情報か否かを判断する。S112の判断が肯定のときは、例えばエンジン始動前に「0」とされていたSTART情報受信フラグを「1」に変更し、蓄電デバイス1からスタータ13に放電することでエンジンを始動するためのエンジン始動処理を実行し(S114)、S112の判断が否定のとき、すなわち、受信したIGN位置情報がOFF情報のときは、蓄電デバイス1の充放電を休止するための充放電休止処理を実行する(S116)。 On the other hand, when a negative determination is made in S104, it is determined in S112 whether the received IGN position information is START information. If the determination in S112 is affirmative, for example, the START information reception flag, which was set to "0" before the engine was started, is changed to "1", and the engine is started by discharging the electricity storage device 1 to the starter 13. When the engine start process is executed (S114) and the determination in S112 is negative, that is, when the received IGN position information is OFF information, the charge/discharge pause process for suspending the charge/discharge of the electricity storage device 1 is executed. (S116).

3−3.個別動作
(1)エンジン始動前充放電処理
図3は、図2に示した充放電制御ルーチンのS108の詳細を表すエンジン始動前充放電処理サブルーチンのフローチャートである。CPUは、S152において、LIC3の電圧が設定電圧V2(図8(A)参照)を越えるか否かを判断し、肯定判断のときは、スイッチ6を状態1(SW1:オン、SW2:オフ)とする(S154)。これにより、車両駐車後エンジン始動前の補機14への電力供給(放電)はLIC3からなされる。なお、S152の判断は、LIC3の電圧をエンジン始動可能な電圧に保持しておくためである。次のS156ではIGN位置情報を受信したか否かを判断し、否定判断のときは、補機14への電力供給を続行するためにS152へ戻り、肯定判断のときは、エンジン始動前充放電処理サブルーチンを終了して図2に示した充放電制御ルーチンのS104に戻る。
3-3. Individual Operation (1) Charge/Discharge Processing Before Engine Start FIG. 3 is a flowchart of a charge/discharge processing subroutine before engine start showing the details of S108 of the charge/discharge control routine shown in FIG. In S152, the CPU determines whether or not the voltage of the LIC3 exceeds the set voltage V2 (see FIG. 8A). When the determination is affirmative, the switch 6 is set to the state 1 (SW1: ON, SW2: OFF). (S154). As a result, power is supplied (discharged) from the LIC 3 to the auxiliary device 14 after the vehicle is parked and before the engine is started. The determination in S152 is to keep the voltage of the LIC3 at a voltage at which the engine can be started. In the next step S156, it is determined whether or not the IGN position information is received. If the determination is negative, the process returns to step S152 to continue the power supply to the auxiliary machine 14, and if the determination is affirmative, the charge/discharge before engine start The process subroutine is terminated and the process returns to S104 of the charge/discharge control routine shown in FIG.

一方、S152で否定判断のときは、S158において、メイン電池2のSOCがエンジンを始動可能な第1のSOC(図8(B)参照、本例では70%)以上か否かを判断し、肯定判断のときは、スイッチ6を状態2(SW1:オフ、SW2:オン)とする(S160)。これにより、車両駐車後エンジン始動前の補機14への電力供給はメイン電池2からなされる。次のS162ではIGN位置情報を受信したか否かを判断し、否定判断のときは、メイン電池2から補機14への電力供給を続行するためにS158へ戻り、肯定判断のときは、エンジン始動前充放電処理サブルーチンを終了して図2のS104に戻る。 On the other hand, when the negative determination is made in S152, it is determined in S158 whether the SOC of the main battery 2 is the first SOC at which the engine can be started (see FIG. 8B, 70% in this example), When the determination is affirmative, the switch 6 is set to state 2 (SW1: OFF, SW2: ON) (S160). As a result, the main battery 2 supplies electric power to the auxiliary equipment 14 after the vehicle is parked and before the engine is started. In the next step S162, it is determined whether or not the IGN position information is received. If the determination is negative, the process returns to step S158 to continue the power supply from the main battery 2 to the auxiliary device 14, and if the determination is positive, the engine is The pre-start charge/discharge processing subroutine is ended and the process returns to S104 in FIG.

S158で否定判断のときは、蓄電デバイス1を充電するための充電処理を実行する(S164)。上述したように、蓄電デバイス1を充電するためにオルタネータ12を作動させるか否かの判断は車両側制御部15が行う。CPUは、この判断に供するため、所定時間毎にデバイス状態を車両側制御部15に報知しているが、S158で否定判断のときは、例えば車両制御部15と制御タイミングを同期させるために、デバイス状態に加え蓄電デバイス1の充電が必要である旨を車両制御部15に報知するようにしてもよい。 When a negative determination is made in S158, a charging process for charging the electricity storage device 1 is executed (S164). As described above, the vehicle-side control unit 15 determines whether to operate the alternator 12 to charge the power storage device 1. The CPU notifies the vehicle-side control unit 15 of the device state at predetermined time intervals for use in this determination. However, when a negative determination is made in S158, for example, in order to synchronize the control timing with the vehicle control unit 15, In addition to the device state, the vehicle control unit 15 may be notified that the power storage device 1 needs to be charged.

図7は、S164の詳細を示す充電処理サブルーチンのフローチャートである。車両制御部15は、オルタネータ12を作動させるタイミングでオルタネータ始動情報をCPUに報知する。なお、以下では、このように(S164で)オルタネータ12で発電される電力を、上述した回生電力と区別するために、発電電力という。 FIG. 7 is a flowchart of the charging processing subroutine showing the details of S164. The vehicle control unit 15 notifies the CPU of alternator start information at the timing of operating the alternator 12. In the following, the electric power generated by the alternator 12 in this way (in S164) is referred to as generated electric power in order to distinguish it from the regenerative electric power described above.

CPUは、車両制御部15からオルタネータ始動情報を受信するまで待機し(S302)、車両制御部15からオルタネータ始動情報を受信すると、スイッチ6を状態1とする(S304)。これにより、LIC3はオルタネータ12の発電電力で定電圧充電される。次のS306では、LIC3の電圧が使用上限電圧V1(図8(A)参照)まで充電されたか否かを判断し、否定判断のときは、LIC3が使用上限電圧V1まで充電されるまで待機する。この間にIGN位置情報を受信すると(S308)、充電処理サブルーチンを終了し図3に示すジャンプノードJまでジャンプしエンジン始動前充放電処理サブルーチンも終了して図2のS104に戻る。 The CPU waits until the alternator start information is received from the vehicle control unit 15 (S302), and when receiving the alternator start information from the vehicle control unit 15, sets the switch 6 to the state 1 (S304). As a result, the LIC 3 is charged at a constant voltage with the power generated by the alternator 12. In the next step S306, it is determined whether or not the voltage of the LIC3 has been charged to the use upper limit voltage V1 (see FIG. 8A), and if the determination is negative, the LIC3 waits until it is charged to the use upper limit voltage V1. .. If IGN position information is received during this time (S308), the charging process subroutine is ended, the jump to the jump node J shown in FIG. 3 is performed, the pre-engine start charge/discharge process subroutine is also ended, and the process returns to S104 in FIG.

一方、S306で肯定判断のときは、スイッチ6を状態2とする(S310)。これにより、メイン電池2はオルタネータ12の発電電力で定電圧充電される。次のS312では、メイン電池2が第2のSOC(図8(B)参照、使用上限SOC>第2のSOC>第1のSOC、本例では85%)まで充電されたか否かを判断し、否定判断のときはメイン電池2が第2のSOCまで充電されるまで待機する。この間にIGN位置情報を受信すると(S314)、充電処理サブルーチンを終了し図3に示すジャンプノードJまでジャンプしエンジン始動前充放電処理サブルーチンも終了して図2のS104に戻る。 On the other hand, when the affirmative judgment is made in S306, the switch 6 is brought into the state 2 (S310). As a result, the main battery 2 is charged at a constant voltage with the power generated by the alternator 12. In next step S312, it is determined whether or not the main battery 2 is charged up to the second SOC (see FIG. 8B, upper limit SOC>second SOC>first SOC, 85% in this example). When the determination is negative, the main battery 2 waits until it is charged to the second SOC. If the IGN position information is received during this time (S314), the charging process subroutine is ended, the jump to the jump node J shown in FIG. 3 is performed, the pre-engine start charge/discharge process subroutine is also ended, and the process returns to S104 in FIG.

後述するように、回生電力でメイン電池2を充電する際には、メイン電池2に回生電力をできるだけ多く蓄電するため、メイン電池2を使用上限SOC(図8(B)参照、本例では97%)まで充電することが好ましい。一方、メイン電池2の劣化を防止するためにメイン電池2を充電するときは、オルタネータ12を作動させる必要がある。このオルタネータ12の作動には、上述したように、エンジンの駆動力をオルタネータ12に接続するためガソリン消費を伴う。このため、第1のSOC(70%)から使用上限SOC(97%)まで充電してもよいが、予め設定された第2のSOC(85%)まで充電すれば、その後回生電力によりメイン電池2がさらに充電されることもあるため、ガソリン消費を節約できる(燃費向上を図ることができる。)。 As will be described later, when charging the main battery 2 with regenerative electric power, the main battery 2 is stored with as much regenerative electric power as possible. Therefore, the main battery 2 has an upper limit SOC (see FIG. 8B, in this example, 97). %). On the other hand, when charging the main battery 2 in order to prevent deterioration of the main battery 2, it is necessary to operate the alternator 12. As described above, the operation of the alternator 12 involves gasoline consumption because the driving force of the engine is connected to the alternator 12. Therefore, it may be charged from the first SOC (70%) to the upper limit SOC (97%), but if it is charged up to the preset second SOC (85%), then the main battery is regenerated by the regenerative power. Since the 2 may be charged further, gasoline consumption can be saved (fuel consumption can be improved).

S312で肯定判断のときは(メイン電池2が第2のSOCまで充電されると)、充電処理サブルーチンを終了し図3に示すエンジン始動前充放電処理サブルーチンのS152に戻る。 When an affirmative determination is made in S312 (when the main battery 2 is charged to the second SOC), the charging process subroutine is ended and the process returns to S152 of the pre-engine start charge/discharge process subroutine shown in FIG.

(2)エンジン始動処理
上述したように、IGN11がON/ACC位置に位置付けられた後は、START位置に位置付けられてエンジンが始動する。図4は、図2に示した充放電制御ルーチンのS114の詳細を示すエンジン始動処理サブルーチンのフローチャートである。
(2) Engine Starting Process As described above, after the IGN 11 is positioned at the ON/ACC position, it is positioned at the START position and the engine is started. FIG. 4 is a flowchart of an engine start processing subroutine showing the details of S114 of the charge/discharge control routine shown in FIG.

図4に示すように、CPUは、S182において、LIC3の電圧がエンジンを始動可能な設定電圧V2以上か否かを判断し、肯定判断のときは、スイッチ6を状態1としてLIC3からスタータ13に電力を供給(放電)し(S184)、否定判断のときは、スイッチ6を状態2としてメイン電池2からスタータ13に電力を供給して(S186)、エンジンを始動させる。上述したように、ドライバは、IGN11をSTART位置に位置付けエンジンを始動した後は、IGN11をON/ACC位置に位置付ける(例外的に、OFF位置に位置付けることもある。)。次のS188では、IGN位置情報を受信するまで待機し、受信するとエンジン始動サブルーチンを終了して図2のS104に戻る。 As shown in FIG. 4, in S182, the CPU determines whether or not the voltage of the LIC3 is equal to or higher than the set voltage V2 at which the engine can be started. When the determination is affirmative, the switch 6 is set to the state 1 and the LIC3 is changed to the starter 13. Electric power is supplied (discharged) (S184), and when the determination is negative, the switch 6 is set to state 2 and electric power is supplied from the main battery 2 to the starter 13 (S186) to start the engine. As described above, the driver positions the IGN 11 at the ON/ACC position after the IGN 11 is positioned at the START position and starts the engine (exceptionally, the IGN 11 may be positioned at the OFF position). In the next step S188, the IGN position information is waited until it is received. When the IGN position information is received, the engine start subroutine is terminated and the process returns to step S104 in FIG.

従って、車両駐車後の車両走行前のエンジン始動の際は、(a)LIC3の電圧が設定電圧V2以上のときは、LIC3からスタータ13に放電することでエンジンを始動し、(b)LIC3の電圧が設定電圧V2未満、かつ、メイン電池2のSOCがメイン電池2からスタータ13に放電することでエンジンを始動可能なSOC(図8(B)の第1のSOC、本例では70%)以上のときは、メイン電池2からスタータ13に放電することでエンジンを始動し、(c)LIC3の電圧が設定電圧V2未満かつメイン電池2のSOCが第1のSOC未満のときは、LIC3およびメイン電池2をオルタネータ12の発電電力で充電した後(図3のS164参照)、LIC3からスタータ13に放電することでエンジンを始動する。つまり、できる限りLIC3からスタータ13に放電する。 Therefore, when the engine is started after the vehicle is parked and before traveling of the vehicle, (a) when the voltage of the LIC3 is equal to or higher than the set voltage V2, the engine is started by discharging the starter 13 from the LIC3, and (b) of the LIC3. The voltage is less than the set voltage V2, and the SOC of the main battery 2 is discharged from the main battery 2 to the starter 13 so that the engine can be started (the first SOC in FIG. 8B, 70% in this example). In the above case, the engine is started by discharging the starter 13 from the main battery 2, and (c) when the voltage of the LIC 3 is less than the set voltage V2 and the SOC of the main battery 2 is less than the first SOC, the LIC 3 and After charging the main battery 2 with the power generated by the alternator 12 (see S164 in FIG. 3), the engine is started by discharging the LIC 3 to the starter 13. That is, the LIC 3 discharges the starter 13 as much as possible.

(3)回生充放電制御
回生充放電制御の制御内容が若干複雑なため、以下では、回生充放電制御の要点を整理した後(下記(3−1)、(3−2))、回生充放電処理(図2のS110)について説明する(下記(3−3))。
(3) Regenerative charging/discharging control Since the control content of the regenerative charging/discharging control is a little complicated, the points of the regenerative charging/discharging control are summarized below ((3-1) and (3-2) below), then the regenerative charging/discharging control is performed. The discharge process (S110 of FIG. 2) will be described ((3-3) below).

(3−1)回生充電制御
CPUは、車両制御部15から回生開始情報を受信すると、原則として、LIC3を使用上限電圧V1まで充電するようにスイッチ6を制御する(スイッチ6に状態1とする。)。これにより、LIC3は使用上限電圧V1まで定電圧充電される。ただし、LIC3が使用上限電圧V1となる前に、車両制御部15から回生終了情報を受信した場合には、回生電力が供給されないため、その時点でLIC3への充電は打ち切られ直ちにLIC3から補機14に放電するようにスイッチ6を制御する(スイッチ6を状態1のままとする。)。
(3-1) Regenerative charging control When the CPU receives the regeneration start information from the vehicle control unit 15, the CPU controls the switch 6 so that the LIC 3 is charged up to the use upper limit voltage V1 (the switch 6 is set to state 1). ..). As a result, the LIC3 is charged with a constant voltage up to the use upper limit voltage V1. However, if regenerative end information is received from the vehicle control unit 15 before the LIC3 reaches the use upper limit voltage V1, regenerative power is not supplied, and at that point, charging of the LIC3 is terminated and the LIC3 immediately terminates the auxiliary equipment. The switch 6 is controlled so as to be discharged to 14 (the switch 6 remains in the state 1).

CPUは、LIC3が使用上限電圧V1まで充電されると、原則として、メイン電池2を使用上限SOCまで充電するように、スイッチ6を制御する(スイッチ6を状態2とする。)。これにより、メイン電池2は使用上限SOCまで充電される。ただし、メイン電池2が使用上限SOCとなる前に、車両制御部15から回生終了情報を受信した場合には、回生電力が供給されないため、その時点でメイン電池2への充電は打ち切られ直ちにLIC3から補機14に放電するようにスイッチ6を制御する(スイッチ6を状態1とする。)。 When the LIC 3 is charged up to the use upper limit voltage V1, the CPU controls the switch 6 so that the main battery 2 is charged up to the use upper limit SOC in principle (the switch 6 is in the state 2). As a result, the main battery 2 is charged up to the upper limit SOC. However, when regenerative end information is received from the vehicle control unit 15 before the main battery 2 reaches the upper limit SOC, regenerative power is not supplied, so that charging of the main battery 2 is stopped at that point and the LIC3 is immediately released. The switch 6 is controlled so as to be discharged from the auxiliary device 14 to the auxiliary device 14 (the switch 6 is set to the state 1).

CPUは、メイン電池2が使用上限SOCまで充電されると、メイン電池2の過充電を避けるために、メイン電池2への充電を打ち切るようにスイッチ6を制御する(スイッチ6を状態0とする。)。 When the main battery 2 is charged to the upper limit SOC, the CPU controls the switch 6 so as to stop the charging of the main battery 2 in order to avoid overcharging the main battery 2 (set the switch 6 to the state 0). ..).

(3−2)回生放電制御
(3−2−1)回生放電時
CPUは、車両制御部15から回生終了情報を受信すると、LIC3から補機14に、原則として、LIC3が予め設定された設定電圧V2(図6(A)参照)となるまで放電するようにスイッチ6を制御する(スイッチ6を状態1とする。)。ただし、LIC3が設定電圧V2となる前に、車両制御部15から回生開始情報を受信した場合には、回生電力が供給されるため、その時点でLIC3から補機14への放電は打ち切られ直ちに回生電力でLIC3を充電するようにスイッチ6を制御する(スイッチ6を状態1のままとする。)。
(3-2) Regenerative Discharge Control (3-2-1) During Regenerative Discharge When the CPU receives the regeneration end information from the vehicle control unit 15, the LIC3 is set in the auxiliary device 14 as a rule, the LIC3 is set in advance. The switch 6 is controlled so as to be discharged until the voltage becomes V2 (see FIG. 6A) (the switch 6 is set to the state 1). However, if regenerative start information is received from the vehicle control unit 15 before the LIC3 reaches the set voltage V2, regenerative electric power is supplied, and at that time, the discharge from the LIC3 to the auxiliary device 14 is stopped and immediately. The switch 6 is controlled so that the LIC 3 is charged with the regenerative electric power (the switch 6 is kept in the state 1).

CPUは、LIC3が設定電圧V2まで放電されると、原則として、メイン電池2を第1のSOC(図6(B)参照)まで放電するように、スイッチ6を制御する(スイッチ6を状態2とする。)。ただし、メイン電池2が第1のSOCとなる前に、車両制御部15から回生開始情報を受信した場合には、回生電力が供給されるため、その時点でメイン電池2から補機14への放電は打ち切られ直ちに回生電力でLIC3を充電するようにスイッチ6を制御する(スイッチ6を状態1とする。)。なお、LIC3を設定電圧V2までしか放電しない(使用下限電圧V4まで放電しない)理由は、ISS時に備えLIC3をエンジン始動可能な電圧に保持しておくためである。 When the LIC3 is discharged to the set voltage V2, the CPU controls the switch 6 so that the main battery 2 is discharged to the first SOC (see FIG. 6B) in principle (the switch 6 is in the state 2). And). However, when the regeneration start information is received from the vehicle control unit 15 before the main battery 2 becomes the first SOC, regenerative electric power is supplied, so that the main battery 2 transfers to the auxiliary device 14 at that time. The discharge is stopped, and the switch 6 is controlled so that the LIC 3 is immediately charged with the regenerative power (the switch 6 is set to the state 1). The reason why the LIC3 is discharged only to the set voltage V2 (not to the use lower limit voltage V4) is to keep the LIC3 at a voltage at which the engine can be started in preparation for the ISS.

(3−2−2)ISS時
CPUは、ISS情報を受信すると、LIC3が回生放電時でも設定電圧V2以上の電圧に保たれているため(ISSの際は、その直前のアイドリングストップの際の回生電力により、補機14への大きな放電がない限り、LIC3は使用上限電圧V1近傍の電圧となっている。)、LIC3からスタータ13に放電してエンジンを始動する。ISS情報を受信してから次にエンジン始動情報を受信するまでの間は、LIC3の電力によるエンジン始動を優先し、スイッチ6を構成するスイッチSW1、SW2の切り替え制御は行われない。従って、ISS情報はCPUにとってスイッチ6の切り替えを禁止する(スイッチ状態の状態続行を命令する)情報として機能する。
(3-2-2) At ISS When the CPU receives the ISS information, the LIC3 is maintained at the voltage equal to or higher than the set voltage V2 even during the regenerative discharge (during ISS, the idling stop immediately before that is performed. Unless there is a large discharge to the auxiliary machine 14 due to the regenerative power, the LIC3 has a voltage near the upper limit voltage of use V1.), and the LIC3 discharges the starter 13 to start the engine. During the period from the reception of the ISS information to the reception of the next engine start information, the engine start by the power of the LIC3 is prioritized, and the switching control of the switches SW1 and SW2 forming the switch 6 is not performed. Therefore, the ISS information functions as information for the CPU to prohibit the switching of the switch 6 (command to continue the switch state).

車両制御部15は、エンジン始動に成功すると、CPUにエンジン始動情報を報知する。CPUは、エンジン始動情報を受信すると、メイン電池2から補機14へ放電するようにスイッチ6を制御する(スイッチ6を状態2とする。)。この理由は、LIC3がエンジン始動の際のスタータ13への大電流放電で電圧が低下していることからLIC3の劣化を防止するためと、補機14への放電をLIC3からメイン電池2に切り替えることでLIC3の容量を抑えコストアップを防止するためである。なお、LIC3はその後のオルタネータ12の回生電力で充電される。 When the engine start is successful, the vehicle control unit 15 notifies the CPU of the engine start information. Upon receiving the engine start information, the CPU controls the switch 6 so that the main battery 2 is discharged to the auxiliary device 14 (the switch 6 is set to the state 2). The reason for this is to prevent the LIC3 from deteriorating because the voltage of the LIC3 has dropped due to the large current discharge to the starter 13 when the engine is started, and to switch the discharge to the auxiliary machine 14 from the LIC3 to the main battery 2. This is to suppress the capacity of the LIC 3 and prevent an increase in cost. The LIC 3 is charged by the regenerative power of the alternator 12 thereafter.

ここで、図8(A)を参照して、ISSのエンジン始動に必要なLIC3の電力量等について説明する。 Here, with reference to FIG. 8A, the amount of electric power of the LIC 3 necessary for starting the engine of the ISS will be described.

設定電圧V2は、使用下限電圧V1に近いほど回生電力の利用効率を高めることができる。その反面、設定電圧V2を使用下限電圧V1に近づけるほどLIC3はエンジン始動のために大きな容量が必要となり電源システム10のコストアップ要因となる。このため、本実施形態の電源システム10では、ISSのエンジン始動の際のLIC3のスタータ13(および補機14)への放電による(最低電圧側での)電圧降下を3.0[V]として設計されている。上述したように、LIC3の使用下限電圧V4が8.8[V]に設定されているため、LIC3のエンジン始動に必要な最低電圧は11.8[V]となり、本実施形態ではこの11.8[V]が設定電圧V2とされている。 The closer the set voltage V2 is to the lower limit voltage of use V1, the higher the utilization efficiency of regenerative power can be. On the other hand, the closer the set voltage V2 is to the lower limit voltage V1, the larger the capacity of the LIC3 is required for starting the engine, and the cost of the power supply system 10 increases. Therefore, in the power supply system 10 of the present embodiment, the voltage drop (on the lowest voltage side) due to the discharge to the starter 13 (and the auxiliary machine 14) of the LIC 3 at the time of engine start of ISS is set to 3.0 [V]. Is designed. As described above, since the use lower limit voltage V4 of the LIC3 is set to 8.8 [V], the minimum voltage required for starting the engine of the LIC3 is 11.8 [V]. 8 [V] is set voltage V2.

ISSの際のエンジン始動時のLIC3の平均電圧を、設定電圧V2(11.8[V])と使用下限電圧V1(8.8[V])の中間値とすると、LIC3のエンジン始動時の電圧は10.3[V]となる。使用されるエンジンの排気量やスタータの仕様にも影響されるが、例えば、エンジン始動時にスタータ13に流れる電流を概ね300[A]、エンジン始動時の時間を概ね1[s]とすると、最低電圧側でエンジン始動に必要なLIC3の電力量は、300[A]×10.3[V]×(1[s]/3600)≒0.86[Wh]となる。各単体キャパシタはこの電力量を分担する(1/4の0.22[Wh])。 If the average voltage of the LIC3 at the time of engine start during ISS is set to an intermediate value between the set voltage V2 (11.8 [V]) and the use lower limit voltage V1 (8.8 [V]), the LIC3 at engine start The voltage is 10.3 [V]. Although it is affected by the displacement of the engine used and the specifications of the starter, for example, if the current flowing through the starter 13 at engine start is about 300 [A] and the time at engine start is about 1 [s], the minimum The electric energy of the LIC3 necessary for starting the engine on the voltage side is 300 [A]×10.3 [V]×(1 [s]/3600)≈0.86 [Wh]. Each unit capacitor shares this amount of electric power (0.22 [Wh] of 1/4).

また、エンジン始動時には、スイッチ6を状態1としLIC3から補機14(とりわけエンジンポンプ)にも電力が供給されるため、アローワンスも考慮する必要がある。さらに、エンジン始動に失敗しても再試行できる電力量を有することが好ましい。このような背景から、本実施形態では安全側をみて単体キャパシタが上述した容量に設定されている。 Further, when the engine is started, the switch 6 is set to the state 1, and electric power is also supplied from the LIC 3 to the auxiliary machine 14 (in particular, the engine pump). Therefore, it is necessary to consider the allowance. Furthermore, it is preferable to have an amount of power that can be retried even if the engine start fails. From such a background, in the present embodiment, the single capacitor is set to the above-mentioned capacitance from the safety side.

(3−3)回生充放電処理
以上を踏まえ、図5に示す回生充放電処理サブルーチンを参照して、CPUによる回生充放電制御について説明する。なお、上記(3−1)、(3−2)で述べた制御内容と重複する内容についてはできるだけ簡潔に説明する。
(3-3) Regenerative Charge/Discharge Processing Based on the above, the regenerative charge/discharge control by the CPU will be described with reference to the regenerative charge/discharge processing subroutine shown in FIG. The contents overlapping with the control contents described in (3-1) and (3-2) above will be described as briefly as possible.

図5に示すように、回生充放電処理サブルーチンでは、車両制御部15から回生開始情報(S202)または回生終了情報(S224)を受信するまで待機する。 As shown in FIG. 5, in the regeneration charge/discharge processing subroutine, the process waits until the regeneration start information (S202) or the regeneration end information (S224) is received from the vehicle control unit 15.

S202で肯定判断のときは(回生開始情報を受信すると)、スイッチ6を状態1とする(S204)。これにより、LIC3は回生電力で定電圧充電される。次にS206では、IGN位置情報を受信したか否かを判断し、その判断が肯定のときは、回生充放電処理サブルーチンを終了して図2のS104に戻り、その判断が否定のときは、次のS208において回生終了情報を受信したか否かを判断し、肯定判断のときは、S226に進み(LIC3への充電は打ち切られ)、否定判断のときは、次のS210においてLIC3の電圧が使用上限電圧V1となったか否かを判断する。S210での判断が否定のときは、LIC3による回生電力の受け入れを続行するためにS206に戻り、肯定のときは、スイッチ6を状態2とする(S212)。これにより、メイン電池2は回生電力で定電圧充電される。 When the determination in S202 is affirmative (when the regeneration start information is received), the switch 6 is set to state 1 (S204). As a result, the LIC 3 is charged with a constant voltage by regenerative power. Next, in S206, it is determined whether or not the IGN position information is received. If the determination is affirmative, the regenerative charge/discharge processing subroutine is terminated and the process returns to S104 in FIG. 2, and if the determination is negative, In the next step S208, it is determined whether or not the regeneration end information is received. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S226 (charging to the LIC3 is terminated). If the determination is negative, the voltage of the LIC3 is determined in the next step S210. It is determined whether or not the usage upper limit voltage V1 is reached. When the determination in S210 is negative, the process returns to S206 in order to continue the reception of the regenerative power by the LIC 3, and when the determination is affirmative, the switch 6 is set to state 2 (S212). As a result, the main battery 2 is charged at a constant voltage with regenerative power.

次にS214では、IGN位置情報を受信したか否かを判断し、肯定判断のときは、回生充放電処理サブルーチンを終了して図2のS104に戻り、否定判断のときは、次のS216において、回生終了情報を受信したか否かを判断し、肯定判断のときは、S226に進み(メイン電池2への充電は打ち切られ)、否定判断のときは、次のS218においてメイン電池2が使用上限SOC(図8(B)参照)となったか否かを判断する。 Next, in S214, it is determined whether or not the IGN position information is received. If the determination is affirmative, the regenerative charging/discharging processing subroutine is terminated and the process returns to S104 in FIG. 2, and if the determination is negative, the next S216 is performed. , Determines whether or not the regeneration end information has been received. If the determination is affirmative, the process proceeds to S226 (charging to the main battery 2 is terminated), and if the determination is negative, the main battery 2 is used at the next S218. It is determined whether or not the upper limit SOC (see FIG. 8B) is reached.

S218での判断が否定のときは、メイン電池2による回生電力の受け入れを続行するためにS214に戻り、肯定のときは、メイン電池2の過充電を防止するために、スイッチ6を状態0(SW1:オフ、SW2:オフ)とする(S222)。これにより、メイン電池2は回生電力による充電が打ち切られる。次いで、S222ではIGN位置情報を受信したか否かを判断し、否定判断のときは、S202に戻り、肯定判断のときは、回生充放電処理サブルーチンを終了して図2のS104に戻る。 When the determination in S218 is negative, the process returns to S214 to continue the reception of the regenerative power by the main battery 2, and when the determination is affirmative, the switch 6 is set to the state 0 (to prevent overcharge of the main battery 2). SW1: OFF, SW2: OFF) (S222). As a result, the main battery 2 is no longer charged with regenerative power. Next, in S222, it is determined whether or not the IGN position information is received. If the determination is negative, the process returns to S202, and if the determination is affirmative, the regenerative charging/discharging process subroutine is terminated and the process returns to S104 in FIG.

一方、S224で肯定判断のときは(回生終了情報を受信すると)、スイッチ6を状態1とする(S226)。これにより、LIC3の電力が補機14に供給される。次にS228では、IGN位置情報を受信したか否かを判断し、その判断が肯定のときは、回生充放電処理サブルーチンを終了して図2のS104に戻り、否定のときは、次のS230において、回生開始情報を受信したか否かを判断する。 On the other hand, when an affirmative determination is made in S224 (when the regeneration end information is received), the switch 6 is set to state 1 (S226). As a result, the electric power of the LIC 3 is supplied to the auxiliary device 14. Next, in S228, it is determined whether or not the IGN position information is received. If the determination is affirmative, the regenerative charge/discharge processing subroutine is ended and the process returns to S104 in FIG. 2, and if negative, the next S230. At, it is determined whether or not the regeneration start information is received.

S230で肯定判断のときは、S204に戻り(LIC3から補機14への放電は打ち切られ)、否定判断のときは、次のS232においてISS情報を受信したか否かを判断する。S232での判断が肯定のときは、S236においてエンジン始動情報を受信するまで待機し(この間にLIC3からスタータ13に放電されエンジンが(再)始動する。)、エンジン始動情報を受信するとS238に進む。一方、S232での判断が否定のときは、次のS234においてLIC3の電圧が設定電圧V2となったか否かを判断する。否定判断のときは、LIC3から補機14に放電してもLIC3の電圧をエンジン始動可能な設定電圧V2に保つことができるため、S228に戻り、肯定判断のときは、LIC3の電圧を設定電圧V2に保つためにS238に進む(LIC3から補機14への放電を停止する。)。 When the determination in S230 is affirmative, the process returns to S204 (discharging from the LIC 3 to the auxiliary device 14 is terminated), and when the determination is negative, it is determined in the next S232 whether ISS information is received. When the determination in S232 is affirmative, the process stands by until the engine start information is received in S236 (during which the LIC 3 discharges the starter 13 and the engine is (re)started), and when the engine start information is received, the process proceeds to S238. .. On the other hand, when the determination in S232 is negative, it is determined in the next S234 whether or not the voltage of the LIC3 has become the set voltage V2. When the determination is negative, the voltage of the LIC3 can be maintained at the set voltage V2 at which the engine can be started even if the auxiliary device 14 is discharged from the LIC3. Therefore, the process returns to S228, and when the determination is affirmative, the voltage of the LIC3 is set to the set voltage. In order to maintain V2, the process proceeds to S238 (the discharge from LIC3 to auxiliary device 14 is stopped).

S238では、スイッチ6を状態2とする。これにより、メイン電池2の電力が補機14に供給される(補機14への電力供給がLIC3からメイン電池2に切り替わる。)。次にS214では、IGN位置情報を受信したか否かを判断し、その判断が肯定のときは、回生充放電処理サブルーチンを終了して図2のS104に戻り、その判断が否定のときは、次のS242において、回生終了情報を受信したか否かを判断し、肯定判断のときはS204に戻り(メイン電池2から補機14への放電は打ち切られ)、否定判断のときは、次のS244においてメイン電池2が第1のSOC(図8(B)参照)となったか否かを判断する。この判断が否定のときは、メイン電池2から補機14への放電を続行するためS240に戻り、肯定のときはS246において、蓄電デバイス1を充電するための充電処理を実行する。なお、このS246の詳細は図7を参照して既に説明したとおりである。 In S238, the switch 6 is set to state 2. As a result, the power of the main battery 2 is supplied to the auxiliary device 14 (the power supply to the auxiliary device 14 is switched from the LIC 3 to the main battery 2). Next, in S214, it is determined whether or not the IGN position information is received. If the determination is affirmative, the regenerative charging/discharging process subroutine is terminated and the process returns to S104 in FIG. 2, and if the determination is negative, In the next step S242, it is determined whether or not the regeneration end information is received. If the determination is affirmative, the process returns to step S204 (discharging from the main battery 2 to the auxiliary device 14 is terminated), and if the determination is negative, the next In S244, it is determined whether the main battery 2 has become the first SOC (see FIG. 8B). If the determination is negative, the process returns to S240 to continue discharging from the main battery 2 to the auxiliary device 14, and if the determination is positive, the charging process for charging the power storage device 1 is executed in S246. The details of S246 are as already described with reference to FIG.

(4)充放電休止処理
図6は、図2に示した充放電制御ルーチンのS116の詳細を示す充放電休止処理サブルーチンのフローチャートである。この状態でオルタネータ回生車両20は駐車しており、車両制御部15からOFF情報を受信したCPUは、スイッチ6を状態0(SW1:オフ、SW2:オフ)とし、コントローラ4、5および制御部7をスリープ状態(省エネモード)とする制御を行う(S282)。すなわち、コントローラ4、5にメイン電池2、LIC3の温度、電圧、電流等の検出・出力を停止させ、CPU自体もメイン電池2、LIC3のデバイス状態の演算および車両制御部15への報知を停止する。
(4) Charge/Discharge Pause Processing FIG. 6 is a flowchart of the charge/discharge pause processing subroutine showing the details of S116 of the charge/discharge control routine shown in FIG. In this state, the alternator regenerative vehicle 20 is parked, and the CPU that has received the OFF information from the vehicle control unit 15 sets the switch 6 to the state 0 (SW1: OFF, SW2: OFF) to set the controllers 4, 5 and the control unit 7. Is controlled to a sleep state (energy saving mode) (S282). That is, the controllers 4 and 5 are made to stop the detection/output of the temperature, voltage, current, etc. of the main battery 2 and LIC 3, and the CPU itself is also made to stop the calculation of the device state of the main battery 2 and LIC 3 and the notification to the vehicle control unit 15. To do.

なお、蓄電デバイス1は車両駐車直前のオルタネータ12による回生電力で充電されており、LIC3は使用上限電圧V1近傍の電圧となっている。また、S282では、上述したSTART情報受信フラグを「1」から「0」に変更する。 The power storage device 1 is charged with the regenerative electric power by the alternator 12 immediately before the vehicle is parked, and the LIC 3 has a voltage near the use upper limit voltage V1. In S282, the START information reception flag described above is changed from "1" to "0".

次に、OFF情報を受信したときから所定時間が経過するまで待機する(S284)。この所定時間は、例えば、メイン電池2の負極の分極状態が解消したとみなされる6時間に設定することができる。この間、IGN位置情報を受信すると(S286)、充放電休止処理サブルーチンを終了して図2のS104に戻る。 Next, it waits until a predetermined time has elapsed since the OFF information was received (S284). This predetermined time can be set to, for example, 6 hours when it is considered that the polarization state of the negative electrode of the main battery 2 has been eliminated. During this time, when the IGN position information is received (S286), the charge/discharge pause processing subroutine is ended and the process returns to S104 in FIG.

CPUは、所定時間が経過したと判断すると、コントローラ4、5および制御部7をアウェーク(作動状態に移行)させてメイン電池2およびLIC3のOCVおよびそのときの温度を検出・出力させる。次いで、メイン電池2およびLIC3のOCVからメイン電池2およびLIC3のSOC、電圧を演算し、プログラムデータとして予めROMに格納されRAMに展開されたテーブルまたは数式を参照して演算したSOC、電圧を基準温度(例えば、室温)におけるSOCに温度補正してメイン電池2およびLIC3の基準SOCを演算(算出)し、演算した基準SOCおよび電圧を車両制御部15に報知する(S228)。 When the CPU determines that the predetermined time has elapsed, it awakens the controller 4, 5 and the control unit 7 (shifts to the operating state) to detect and output the OCV of the main battery 2 and the LIC 3 and the temperature at that time. Then, the SOC and voltage of the main battery 2 and the LIC 3 are calculated from the OCV of the main battery 2 and the LIC 3, and the SOC and the voltage calculated by referring to the table or the formula stored in the ROM in advance as the program data and expanded in the RAM are used as the reference. The SOC at the temperature (for example, room temperature) is temperature-corrected to calculate (calculate) the reference SOC of the main battery 2 and the LIC 3, and the calculated reference SOC and voltage are notified to the vehicle control unit 15 (S228).

この場合に、メイン電池2およびLIC3の健康状態(SOH)も併せて演算し、SOHに応じてSOCを補正するようにしてもよい。なお、上述した所定時間が経過しない場合には、メイン電池2の分極状態が解消されず基準SOCが不正確となるため、このような状態でのコントローラ4、5によるOCVの検出やCPUによる基準SOCの演算は行わず、直近に把握していた基準SOCを現在のデバイス状態を把握する際の基準SOCとして取り扱う。 In this case, the health status (SOH) of the main battery 2 and the LIC 3 may also be calculated, and the SOC may be corrected according to the SOH. If the above-mentioned predetermined time does not elapse, the polarization state of the main battery 2 is not resolved and the reference SOC becomes inaccurate. Therefore, in such a state, the OCV is detected by the controllers 4 and 5 and the reference by the CPU is determined. The SOC is not calculated, and the reference SOC that was most recently grasped is treated as the reference SOC when grasping the current device state.

次に、CPUは、LIC3の電圧が予め設定された設定電圧V3(図8(A)参照、使用下限電圧V4<設定電圧V3<設定電圧V2、本例では9.3[V])以上か否かを判断する。肯定判断のときは、コントローラ4、5および制御部7をスリープ状態とし、S298において、IGN位置情報を受信したか否かを判断する。肯定判断のときは、充放電休止処理サブルーチンを終了して図2のS104に戻り、否定判断のときはS284に戻る。 Next, the CPU determines whether the voltage of the LIC3 is equal to or higher than a preset voltage V3 (see FIG. 8A, use lower limit voltage V4<set voltage V3<set voltage V2, 9.3 [V] in this example). Determine whether or not. When the determination is affirmative, the controllers 4 and 5 and the control unit 7 are put into the sleep state, and it is determined in S298 whether or not the IGN position information is received. When the determination is affirmative, the charge/discharge pause processing subroutine is terminated and the process returns to S104 in FIG. 2, and when the determination is negative, the process returns to S284.

一方、S290で否定判断のときは(厳密には、LIC3の電圧が設定電圧V3未満かつメイン電池2の電圧がV3以上であってメイン電池2がLIC3を充電可能なSOC(例えば、図8(B)に示す第1のSOC以上のSOC)を有しているときには)、LIC3の過放電を防止するために、スイッチ6を状態3(SW1:オン、SW2:オン)とする(S292)。これにより、メイン電池2とLIC3とは並列接続され、LIC3はメイン電池2の電力で充電される。 On the other hand, when a negative determination is made in S290 (strictly speaking, the SOC of which the voltage of the LIC3 is less than the set voltage V3 and the voltage of the main battery 2 is V3 or more and the main battery 2 can charge the LIC3 (see, for example, FIG. (When the SOC is equal to or higher than the first SOC shown in B)), the switch 6 is set to the state 3 (SW1: ON, SW2: ON) in order to prevent over-discharging of the LIC 3 (S292). As a result, the main battery 2 and the LIC 3 are connected in parallel, and the LIC 3 is charged with the power of the main battery 2.

CPUは、メイン電池2との並列接続によりLIC3の電圧が設定電圧V3となると(S296)、コントローラ4、5および制御部7をスリープ状態としS282に戻る。この間、IGN位置情報を受信すると(S294)、充放電休止処理サブルーチンを終了して図2のS104に戻る。 When the voltage of the LIC3 becomes the set voltage V3 due to the parallel connection with the main battery 2 (S296), the CPU puts the controllers 4 and 5 and the control unit 7 in the sleep state and returns to S282. During this time, when the IGN position information is received (S294), the charge/discharge pause processing subroutine is ended and the process returns to S104 of FIG.

なお、車両走行後にIGN11がOFF位置に位置付けられたときは、車両制御部15も所定の処理(データ保存等)を行った後スリープ状態となり、制御部7からのOCVおよび温度の報知時のみ作動状態となる。 When the IGN 11 is positioned at the OFF position after the vehicle has run, the vehicle control unit 15 also performs predetermined processing (data storage, etc.) and then enters a sleep state, and operates only when the control unit 7 notifies the OCV and the temperature. It becomes a state.

以上では、CPUによる充放電制御を簡潔に説明するために、LIC3の電圧を中心に説明したが、本実施形態では、LIC3の使用上限/下限SOC、LIC3を構成する各単体キャパシタの使用上限/下限電圧および使用上限/下限SOCも予め設定されており、LIC3が使用上限SOCに達した場合には、LIC3への充電を打ち切りメイン電池2を充電し、LIC3が使用下限SOC、各単体キャパシタの使用下限SOCに達した場合には、LIC3から補機14への放電を打ち切りメイン電池2から補機14に放電する制御も行っている。また、メイン電池2もLIC3と同様に、使用上限電圧、使用下限電圧が設定されており、LIC3と同様に、使用上限電圧、使用下限電圧に応じてメイン電池2の充放電制御も行っている。 In the above description, the voltage of the LIC3 is mainly described in order to briefly describe the charge/discharge control by the CPU. However, in the present embodiment, the upper limit/lower limit SOC of the LIC3 and the upper limit/use limit of each single capacitor forming the LIC3 are used. The lower limit voltage and the use upper limit/lower limit SOC are also preset, and when the LIC 3 reaches the use upper limit SOC, the LIC 3 is terminated and the main battery 2 is charged, and the LIC 3 uses the use lower limit SOC and each single capacitor. When the SOC reaches the lower limit SOC, the discharge from the LIC 3 to the auxiliary device 14 is stopped, and the control to discharge from the main battery 2 to the auxiliary device 14 is also performed. The upper limit voltage and lower limit voltage of the main battery 2 are set similarly to the LIC 3, and the charging/discharging control of the main battery 2 is also performed according to the upper limit voltage and the lower limit voltage of use like the LIC 3. ..

4.作用効果等
4−1.作用効果
次に、本実施形態の電源システム10の作用効果等について説明する。
4. Effects, etc. 4-1. Functions and Effects Next, functions and effects of the power supply system 10 of the present embodiment will be described.

本実施形態の電源システム10では、回生電力受け入れの際、メイン電池2に先立って充電受入性の高いLIC3が使用上限電圧V1まで充電され(S210)、補機14への放電の際、メイン電池2に先立って大電流放電特性に優れるLIC3からその電圧がエンジン始動可能な設定電圧V2となるまで放電される(S234)。このため、オルタネータ12から供給される回生電力の利用効率を高めることができ、オルタネータ回生車両20の燃費向上を図ることができる。 In the power supply system 10 of the present embodiment, when regenerative power is received, the LIC 3 having a high charge acceptability is charged up to the use upper limit voltage V1 prior to the main battery 2 (S210), and when the auxiliary battery 14 is discharged, the main battery 2 is discharged. Prior to No. 2, the LIC3, which has an excellent large current discharge characteristic, is discharged until the voltage reaches the set voltage V2 at which the engine can be started (S234). For this reason, the utilization efficiency of the regenerative electric power supplied from the alternator 12 can be improved, and the fuel consumption of the alternator regenerative vehicle 20 can be improved.

また、本実施形態の電源システム10では、エンジン始動の際、LIC3からスタータ13に放電される(S226、S232)。これに加え、上記ように、回生電力受け入れの際、メイン電池2に先立ってLIC3が充電され、補機14への放電の際、メイン電池2に先立ってLIC3から放電されるので、メイン電池2の充放電機会が少なくする。このため、メイン電池2の劣化を防止し寿命短縮を抑制することができる。 Further, in the power supply system 10 of the present embodiment, when the engine is started, the LIC 3 discharges the starter 13 (S226, S232). In addition to this, as described above, when the regenerative power is received, the LIC 3 is charged prior to the main battery 2, and when the auxiliary device 14 is discharged, the LIC 3 is discharged before the main battery 2. The charge and discharge opportunities of are reduced. Therefore, the deterioration of the main battery 2 can be prevented and the shortening of the life can be suppressed.

さらに、本実施形態の電源システム10では、エンジン始動情報を受信したときに、補機14への放電をLIC3からメイン電池2に切り替える(S238)。このため、LIC3の劣化を防止するとともに、LIC3の容量を抑え電源システム10のコストアップを防止することができる。 Furthermore, in the power supply system 10 of the present embodiment, when the engine start information is received, the discharge to the auxiliary device 14 is switched from the LIC 3 to the main battery 2 (S238). Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the LIC3, suppress the capacity of the LIC3, and prevent the cost increase of the power supply system 10.

また、本実施形態の電源システム10では、ISSの際、大電流放電特性に優れるLIC3からスタータ13に放電する(S226、S232、S236)。このため、エンジン再始動の確実性を高めることができ、ドライバがアイドリングストップの際に抱くエンジン再始動不能に対する不安感をなくすことができる。 Further, in the power supply system 10 of the present embodiment, at the time of ISS, the LIC 3 having excellent large current discharge characteristics is discharged to the starter 13 (S226, S232, S236). Therefore, the certainty of engine restart can be enhanced, and the driver's anxiety about the inability to restart the engine when idling is stopped can be eliminated.

さらに、本実施形態の電源システム10では、充放電休止時にメイン電池2とLIC3とを並列接続する(S292)。このため、LIC3の過放電による劣化を防止することができる。 Further, in the power supply system 10 of the present embodiment, the main battery 2 and the LIC 3 are connected in parallel when charging/discharging is suspended (S292). Therefore, it is possible to prevent deterioration of the LIC3 due to over-discharge.

4−2.変形例
なお、本実施形態では、電源システム10を一体としエンジンルームに搭載した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、エンジンルームに蓄電デバイス1を構成するメイン電池2を配置し、シート下に蓄電デバイス1を構成するLIC3を分割して配置するようにしてもよい。また、このような蓄電デバイス1の配置に応じて、制御部7やスイッチ6を構成するスイッチSW1、SW2も分割して配置するようにしてもよい。
4-2. Modifications In the present embodiment, an example in which the power supply system 10 is integrated and mounted in the engine room is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the main battery 2 forming the power storage device 1 may be arranged in the engine room, and the LIC 3 forming the power storage device 1 may be divided and arranged under the seat. Further, the switches SW1 and SW2 forming the control unit 7 and the switch 6 may be divided and arranged according to the arrangement of the electricity storage device 1 as described above.

また、本実施形態では、LIC3の過放電を防止するために、充放電休止時にメイン電池2とLIC3とを並列接続する例を示したが(S292)、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、充放電休止時に、LIC3の電圧が設定電圧V2未満かつメイン電池2の電圧がV2以上(であってメイン電池2がLIC3を充電可能なSOC(例えば、第3のSOC以上のSOC)を有しているとき)の場合には、メイン電池2でLIC3をメイン電池2の電圧となるまで充電してもよい。このような制御では、車両走行前のエンジン始動処理において、LIC3からスタータ13に放電してエンジンを始動可能なため、(メイン電池1をエンジン始動に使用しない分)メイン電池1の劣化を防止することができる。 Further, in the present embodiment, an example is shown in which the main battery 2 and the LIC 3 are connected in parallel at the time of charging/discharging suspension in order to prevent over-discharging of the LIC 3 (S292), but the present invention is not limited to this. Absent. For example, when charging/discharging is stopped, the voltage of the LIC3 is less than the set voltage V2 and the voltage of the main battery 2 is V2 or more (and the SOC by which the main battery 2 can charge the LIC3 (for example, the SOC of the third SOC or more) is determined). In the case of having), the main battery 2 may charge the LIC 3 until the voltage of the main battery 2 is reached. In such control, the engine can be started by discharging the starter 13 from the LIC 3 in the engine starting process before the vehicle travels, so that deterioration of the main battery 1 is prevented (since the main battery 1 is not used for engine starting). be able to.

さらに、本実施形態では、LIC3が充電受入性が高く短時間で充電可能なことから、メイン電池2を充電する際に、LIC3がエンジン始動可能な設定電圧V2を有していてもLIC3を使用上限電圧V1まで充電する例を示したが(S164、S246におけるS306)、LIC3を充電せずメイン電池2のみ充電するようにしてもよい。 Furthermore, in the present embodiment, since the LIC3 has high charge acceptability and can be charged in a short time, the LIC3 is used when the main battery 2 is charged even if the LIC3 has the set voltage V2 at which the engine can be started. Although an example of charging up to the upper limit voltage V1 has been shown (S306 in S164 and S246), only the main battery 2 may be charged without charging the LIC3.

またさらに、本実施形態では、メイン電池2に鉛蓄電池を例示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、鉛蓄電池に代えて、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムイオン電池を用いることができる。なお、リチウムイオンキャパシタは、一般に構造的理由から、リチウムイオン電池より(ISSのエンジン始動時の)大電流放電特性に優れる。 Furthermore, in the present embodiment, the lead battery is illustrated as the main battery 2, but the present invention is not limited to this. For example, a nickel-hydrogen battery, a nickel-zinc battery, or a lithium-ion battery can be used instead of the lead storage battery. It should be noted that the lithium-ion capacitor is generally superior to the lithium-ion battery in large-current discharge characteristics (when the ISS is started) for structural reasons.

また、本実施形態では、メイン電池2およびLIC3のいずれからも補機14に電力供給がなされないことを防止するために補償キャパシタCを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スイッチSW1、SW2を一瞬同時にオン状態(状態3)としてもよいし、補償キャパシタCに代えて一次電池または二次電池を用いるようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, the compensation capacitor C is illustrated in order to prevent the auxiliary device 14 from being supplied with power from neither the main battery 2 nor the LIC 3, but the present invention is not limited to this. .. For example, the switches SW1 and SW2 may be simultaneously turned on (state 3) for a moment, or a primary battery or a secondary battery may be used instead of the compensation capacitor C.

さらに、本実施形態では、OCVから基準SOCを算出しこの基準SOCに対し充放電電流を積算することでメイン電池2およびLIC3の現在のSOCを推定する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、公知のSOC推定手段を用いることができる。 Further, in the present embodiment, an example in which the current SOC of the main battery 2 and the LIC 3 is estimated by calculating the reference SOC from the OCV and integrating the charge/discharge current with respect to the reference SOC has been described. It is not limited, and a known SOC estimating means can be used.

また、本実施形態では、電源システム10の構成を把握しやすいように、メイン電池コントローラ4、LICコントローラ5、制御部7に分けて説明したが、これらを一体に構成するようにしてもよい。さらに、本実施形態では、コントローラ4、5から出力されたメイン電池2、LIC3のデータに応じて制御部7でメイン電池2、LIC3のデバイス状態を演算する例を示したが、このような演算は車両制御部15で行うようにしてもよい。このような態様では、制御部7の主機能はスイッチ制御部7Bと通信部7Cとになる。 Further, in the present embodiment, the main battery controller 4, the LIC controller 5, and the control unit 7 are separately described so that the configuration of the power supply system 10 can be easily grasped, but these may be integrally configured. Further, in the present embodiment, an example in which the control unit 7 calculates the device states of the main battery 2 and the LIC 3 according to the data of the main battery 2 and the LIC 3 output from the controllers 4 and 5 has been described. May be performed by the vehicle control unit 15. In such an aspect, the main functions of the control unit 7 are the switch control unit 7B and the communication unit 7C.

さらにまた、本実施形態では、メイン電池2を構成する鉛蓄電池に合わせてOFF情報受信の6時間後にメイン電池2やLIC3のOCVの測定を行う例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。また、本実施形態では、制御部7のCPUが6時間を計時する例を示したが、車両制御部15が計時し、制御部7、コントローラ4、5をスリープ状態からアウェークさせるようにしてもよい。 Furthermore, in the present embodiment, an example in which the OCV of the main battery 2 and the LIC 3 is measured 6 hours after receiving the OFF information according to the lead storage battery constituting the main battery 2 has been shown, but the present invention is not limited to this. Not something. In addition, in the present embodiment, an example in which the CPU of the control unit 7 measures 6 hours has been described, but the vehicle control unit 15 may measure the time and awaken the control unit 7 and the controllers 4 and 5 from the sleep state. Good.

さらに、本実施形態では、制御部7は、車両制御部15を介してオルタネータ作動情報やIGN情報を取得する例を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、ブレーキを制御するブレーキ制御部、オルタネータを制御するオルタネータ制御部、IGN11から直接ブレーキの作動情報、オルタネータ作動情報、IGN位置情報等を取得するようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, the control unit 7 shows an example in which the alternator operation information and the IGN information are acquired via the vehicle control unit 15, but the present invention is not limited to this, and for example, brake control for controlling a brake. Alternatively, the brake operation information, the alternator operation information, the IGN position information, and the like may be directly acquired from the IGN 11 and the alternator control unit that controls the alternator.

また、本実施形態では、電源システム10を構成する各部材の作動電圧等や、図8にLIC3の設定電圧V2、V3、メイン電池2の使用上限SOCおよび第1、第2のSOCを例示したが、本発明はこれに制限されるものではない。 Further, in the present embodiment, the operating voltage of each member constituting the power supply system 10 and the like, the set voltages V2 and V3 of the LIC3, the upper limit SOC of the main battery 2 and the first and second SOCs are illustrated in FIG. However, the present invention is not limited to this.

そして、本実施形態では14V系電源システム10を例示したが、本発明はこれに制限されることなく、例えば、42V系電源システム等の14V系電源システム以外の電源システムにも適用可能である。 Although the 14V power supply system 10 is illustrated in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and can be applied to a power supply system other than the 14V power supply system, such as a 42V power supply system.

本発明は回生電力の利用効率を高めつつ二次電池の寿命短縮を抑制可能な車両用電源システムおよび該電源システムを備えた自動車を提供するものであるため、車両用電源システムや自動車の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。 The present invention provides a vehicle power supply system capable of suppressing the shortening of the life of the secondary battery while improving the utilization efficiency of regenerative power, and a vehicle equipped with the power supply system. It has industrial applicability as it contributes to sales.

1 複合蓄電デバイス
2 メイン電池(二次電池)
3 リチウムイオンキャパシタ(LIC)
6 スイッチ(スイッチ手段)
7 制御部(制御手段)
7C 通信部(取得手段)
10 電源システム
11 イグニッションスイッチ
12 オルタネータ
13 スタータ(エンジン始動用スタータ)
14 補機
20 オルタネータ回生車両(自動車)
1 Composite power storage device 2 Main battery (secondary battery)
3 Lithium Ion Capacitor (LIC)
6 switches (switch means)
7 Control unit (control means)
7C communication unit (acquisition means)
10 Power Supply System 11 Ignition Switch 12 Alternator 13 Starter (Starter for Engine Start)
14 Auxiliary equipment 20 Alternator regenerative vehicle (automobile)

Claims (10)

二次電池とリチウムイオンキャパシタ(LIC)とを有し、オルタネータから供給される回生電力を受入可能かつエンジン始動用のスタータおよび補機に放電可能な複合的な蓄電デバイスと、
前記二次電池および前記LICの充放電電流を切り替えるスイッチ手段と、
前記LICの電圧に基づいて前記スイッチ手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記蓄電デバイスが前記回生電力を受け入れる際に、前記LICを予め設定された使用上限電圧V1まで充電した後、前記二次電池を充電し、
前記蓄電デバイスが前記補機に放電する際に、前記LICからその電圧が予め設定された設定電圧V2となるまで放電した後、前記二次電池から放電し、
エンジン始動時に、前記LICから前記スタータに放電し、
アイドリングストップ・スタートの際のエンジン始動時に、前記LICから前記スタータおよび前記補機に放電する、ように前記スイッチ手段を制御するものであり、
前記設定電圧V2は、前記LICの予め設定された使用下限電圧V4より前記LICの前記スタータ及び前記補機への放電による電圧降下分だけ高い電圧値に設定されたことを特徴とする、
車両用電源システム。
A composite power storage device having a secondary battery and a lithium ion capacitor (LIC), capable of receiving regenerative power supplied from an alternator, and capable of discharging a starter for starting an engine and an auxiliary machine,
Switch means for switching charging/discharging current of the secondary battery and the LIC;
Control means for controlling the switch means based on the voltage of the LIC;
Equipped with
The control means is
When the power storage device receives the regenerated power, the LIC is charged to a preset use upper limit voltage V1, and then the secondary battery is charged.
When the electricity storage device discharges to the auxiliary device, after discharging from the LIC until the voltage reaches a preset setting voltage V2, then discharging from the secondary battery,
When starting the engine, discharge from the LIC to the starter ,
Controlling the switch means to discharge from the LIC to the starter and the auxiliary machine at the time of engine start at the time of idling stop start ,
The set voltage V2 is set to a voltage value higher than a preset lower limit voltage of use V4 of the LIC by a voltage drop caused by discharge of the LIC to the starter and the auxiliary machine.
Vehicle power supply system.
前記LICは、エンジン始動に失敗しても再試行できる電力量を有することを特徴とする、請求項1に記載の車両用電源システム。 The vehicle power supply system according to claim 1, wherein the LIC has an amount of electric power that can be retried even if the engine start fails . 前記制御手段は、
前記蓄電デバイスが前記回生電力を受け入れる際に、前記LICを予め設定された使用上限電圧V1まで充電した後、前記二次電池を予め設定された使用上限充電状態まで充電し、
前記蓄電デバイスが前記補機に放電する際に、前記LICからその電圧が予め設定された設定電圧V2となるまで放電した後、前記二次電池から放電し、
前記二次電池の充電状態が予め設定された第1充電状態まで低下すると、前記補機への放電を停止し、前記LICを予め設定された使用上限電圧V1まで充電した後、前記二次電池を予め設定された第2充電状態(ただし、第1充電状態<第2充電状態<使用上限充電状態)まで充電する、ように前記スイッチ手段を制御することを特徴とする、
請求項1または請求項2に記載の車両用電源システム。
The control means is
When the electricity storage device receives the regenerated electric power, after charging the LIC to a preset upper limit of use voltage V1, the secondary battery is charged to a preset upper limit of use charge state,
When the electricity storage device discharges to the auxiliary device, after discharging from the LIC until the voltage reaches a preset setting voltage V2, then discharging from the secondary battery,
When the state of charge of the secondary battery is lowered to a preset first state of charge, the discharge to the auxiliary machine is stopped, and the LIC is charged to a preset use upper limit voltage V1 before the secondary battery is charged. The switch means is controlled so as to charge up to a preset second charging state (where the first charging state<the second charging state<the use upper limit charging state) .
The power supply system for a vehicle according to claim 1 or 2.
車両の状態情報を取得する取得手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記取得手段が車両がアイドリングストップ・スタートすることを表すアイドリングストップ・スタート情報を取得してからアイドリングストップ・スタートによりエンジンが始動したことを表すエンジン始動情報を取得するまでの間、前記LICから前記スタータおよび前記補機に放電するスイッチ状態を維持するように前記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項3 に記載の車両用電源システム。
Further comprising an acquisition means for acquiring vehicle state information,
From the time the acquisition means acquires the idling stop start information indicating that the vehicle starts idling stop to the time when the control means acquires the engine start information indicating that the engine has started by the idling stop start. The vehicle power supply system according to claim 4, wherein the switch means is controlled so as to maintain a switch state in which the LIC discharges the starter and the auxiliary machine.
前記制御手段は、前記取得手段が前記エンジン始動情報を取得したときに、前記二次電池から前記補機に放電するように前記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項4に記載の車両用電源システム。 The vehicle according to claim 4, wherein the control unit controls the switch unit so that the secondary battery is discharged to the auxiliary device when the acquisition unit acquires the engine start information. Power system. 前記制御手段は、充放電休止時に前記二次電池と前記LICとを並列接続するように前記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の車両用電源システム。 The vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein the control unit controls the switch unit so that the secondary battery and the LIC are connected in parallel when charging/discharging is suspended. Power system. 前記制御手段は、前記LICの電圧が予め設定された設定電圧V3(ただし、前記LICの使用下限電圧V4<設定電圧V3<前記設定電圧V2)未満かつ前記二次電池の電圧が前記設定電圧V3以上のときに、前記二次電池と前記LICとを並列接続するように前記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項6に記載の車両用電源システム。 The control means is configured such that the voltage of the LIC is less than a preset voltage V3 (however, the lower limit voltage V4 of the LIC is less than the use lower limit voltage V4<the set voltage V3<the set voltage V2) and the voltage of the secondary battery is the set voltage V3. 7. The vehicle power supply system according to claim 6, wherein the switch means is controlled so that the secondary battery and the LIC are connected in parallel at the above time. 前記制御手段は、前記LICの電圧が前記設定電圧V2未満かつ前記二次電池の電圧が前記設定電圧V2以上のときに、前記二次電池と前記LICとを並列接続するように前記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の車両用電源システム。 The control means controls the switch means to connect the secondary battery and the LIC in parallel when the voltage of the LIC is less than the set voltage V2 and the voltage of the secondary battery is the set voltage V2 or more. The power supply system for vehicles according to claim 6 or 7, which is controlled. 前記二次電池は鉛蓄電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池およびリチウムイオン電池で構成される群から選択される1種であることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の車両用電源システム。 9. The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery is one kind selected from the group consisting of a lead storage battery, a nickel hydrogen battery, a nickel zinc battery and a lithium ion battery. The vehicle power supply system described. 請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の車両用電源システムを備えた自動車。 An automobile comprising the vehicle power supply system according to any one of claims 1 to 9.
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