車輛用電源的控制裝置及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供車輛用電源的控制裝置及控制方法。車輛用電源(1)的控制裝置包括:劣化狀態(tài)檢測裝置(50)，檢測蓄電裝置(30)的劣化狀態(tài);以及目標電壓變更裝置(40)，根據(jù)由劣化狀態(tài)檢測裝置(50)檢測到的劣化狀態(tài)來變更正在放置中的蓄電裝置(30)的目標電壓。由此，能夠在電源使用初期實現(xiàn)燃耗性能高的行駛，并且在電源長期間使用下也能夠維持良好的行駛狀態(tài)。
【專利說明】車輛用電源的控制裝置及控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛用電源的控制裝置及控制方法。
【背景技術】
[0002]近年，在汽車等車輛中，為了提高燃耗性能，在發(fā)動機的燃燒改善、車身的輕型化等的同時，還使搭載有如下功能的車輛實用化，該功能是將減速時的再生能量回收至蓄電裝置例如電容器等中并有效活用到對電氣設備供電的功能。
[0003]但是，一般而言，電容器存在若蓄電時的目標電壓高則劣化的發(fā)展變快而靜電容量早期下降的問題。
[0004]因此，例如在日本專利公開公報特許第4649856號中公開了如下的技術:為了抑制電容器的劣化的發(fā)展，在停止電氣系統(tǒng)時，根據(jù)電容器的劣化程度，將所述電氣系統(tǒng)的起動所要求的電力設定得較低，來使該起動電力存儲于電容器。
[0005]另一方面，為了提高燃耗性能，搭載有怠速停止(idling stop)功能的車輛已實用化，該怠速停止功能是在等待交通燈等的臨時停車中在指定的條件下使發(fā)動機停止的功能。在具有該怠速停止功能的車輛中，在作為蓄電裝置而使用電容器的情況下，由于存儲于該電容器的電力越多則能夠進行怠速停止的時間越長，因此能夠提高燃耗性能。
[0006]但是，為了實現(xiàn)長時間的怠速停止，必須在例如車輛處于未使用狀態(tài)的所謂正在放置(soak)中的狀態(tài)下將電容器的目標電壓設定得較高以便預先蓄電。但這會引起電容器劣化的較快發(fā)展和靜電容量的早期下降，從而產(chǎn)生無法確保作為車輛的蓄電裝置所要求的耐久性的問題。此外，這樣的問題在使用電容器以外的蓄電裝置時也同樣會發(fā)生。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供車輛用電源的控制裝置及控制方法，能夠在電源使用初期實現(xiàn)燃耗性能高的行駛，并且在電源長期間使用下也能夠維持良好的行駛狀態(tài)。
[0008]實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明(車輛用電源的控制裝置及控制方法)具體如下。
[0009]本發(fā)明一個方面涉及車輛用電源的控制裝置，所述車輛用電源包括:發(fā)電機，由發(fā)動機驅動而發(fā)電；以及蓄電裝置，儲存所述發(fā)電機所產(chǎn)生的電力并將該儲存的電力供應給電氣負載，所述控制裝置包括:劣化狀態(tài)檢測裝置，檢測所述蓄電裝置的劣化狀態(tài)；以及目標電壓變更裝置，根據(jù)由所述劣化狀態(tài)檢測裝置檢測到的劣化狀態(tài)來變更正在放置中的所述蓄電裝置的目標電壓(技術方案I)。
[0010]所述目標電壓的變更不僅包含從高電壓向低電壓變更的情形，也包含從低電壓向高電壓變更的情形。
[0011]所述目標電壓變更裝置至少包含:基于當前的劣化狀態(tài)而變更目標電壓的方式和根據(jù)劣化狀態(tài)的當前為止的經(jīng)歷來預測未來的劣化狀態(tài)而變更目標電壓的方式的其中
之一 O
[0012]此外，所述正在放置(soak)中是指，在車輛處于停車而點火開關被關閉且發(fā)動機被停止的狀態(tài)下，對蓄電裝置的充電以及從該蓄電裝置的放電實質上為零的狀態(tài)(但是，該狀態(tài)是因例如暗電流等的存在而處于微小放電的狀態(tài))。具體地說，例如是車輛在晚上存入車庫后直至第二天早上為止處于不使用的狀態(tài)下，蓄電裝置被放置的狀態(tài)。
[0013]根據(jù)上述結構(技術方案1)，在電源的使用初期，能夠例如通過長時間的怠速停止等來實現(xiàn)燃耗性能高的行駛。另一方面，考慮電源的使用期間越長蓄電裝置的劣化越發(fā)展的情況，本發(fā)明根據(jù)蓄電裝置的劣化狀態(tài)，例如通過將正在放置中的蓄電裝置的目標電壓變更為更低的指定的電壓，由此，即便使用期間為長期間，也確保蓄電裝置所需的耐久性，從而能夠維持良好的行駛狀態(tài)。
[0014]在本發(fā)明的車輛用電源的控制裝置(技術方案I)中，優(yōu)選所述目標電壓變更裝置在所述蓄電裝置處于劣化狀態(tài)時，將正在放置中的所述蓄電裝置的目標電壓從指定的高電壓切換為指定的低電壓(技術方案2)。
[0015]根據(jù)上述結構(技術方案2)，通過采用將正在放置中的蓄電裝置的目標電壓從指定的高電壓切換為低電壓這樣簡易的方式，能夠抑制此后的蓄電裝置的劣化的發(fā)展。
[0016]在本發(fā)明的車輛用電源的控制裝置(技術方案I或2)中，優(yōu)選所述蓄電裝置為電容器，所述劣化狀態(tài)檢測裝置根據(jù)按指定期間從正在放置中的所述電容器測量到的靜電容量，預測所述電容器的下次測量時的靜電容量，并根據(jù)該預測的靜電容量與指定的規(guī)定值的比較來檢測(推測)所述電容器購所述下次測量時的劣化狀態(tài)(技術方案3)。
[0017]根據(jù)上述結構(技術方案3)，由于根據(jù)按指定期間從正在放置中的電容器測量到的靜電容量來預測下次測量時的電容器的靜電容量，因此能夠精度良好地檢測(推測)電容器的劣化狀態(tài)。
[0018]在本發(fā)明的車輛用電源的控制裝置(技術方案I或2)中，另外優(yōu)選所述蓄電裝置為電容器，所述劣化狀態(tài)檢測裝置根據(jù)按指定期間從正在放置中的所述電容器測量到的靜電容量，預測經(jīng)過了預先設定的動作保證期間的時間點的所述電容器的靜電容量，并根據(jù)該預測的靜電容量與經(jīng)過所述動作保證期間所需的動作保證容量的比較來檢測(推測)所述電容器的經(jīng)過所述動作保證期間的劣化狀態(tài)(技術方案4)。
[0019]根據(jù)上述結構(技術方案4)，由于根據(jù)按指定期間從正在放置中的電容器測量到的靜電容量來預測經(jīng)過動作保證期間的電容器的靜電容量，因此能夠精度良好地檢測(推測)電容器的劣化狀態(tài)。
[0020]在本發(fā)明的車輛用電源的控制裝置(技術方案3)中，進一步優(yōu)選所述車輛用電源還包括:電池；第一電路部，將所述發(fā)電機與所述目標電壓變更裝置連結，并且連接于所述蓄電裝置；第二電路部，將所述目標電壓變更裝置與所述電氣負載連結，并且連接于所述電池；旁通電路部，旁通所述目標電壓變更裝置而將所述第一電路部與所述第二電路部連結；開關，在所述第一電路部與所述第二電路部之間的電位差為指定值以下時使所述旁通電路部短路，在所述電位差為大于所述指定值時使所述旁通電路部斷開；其中，所述目標電壓變更裝置根據(jù)所述電池的當前的劣化狀態(tài)來變更正在放置中的所述蓄電裝置的目標電壓(技術方案5)。
[0021]根據(jù)上述結構(技術方案5)，通過根據(jù)電池的劣化狀態(tài)來將例如正在放置中的電容器的目標電壓變更為更低的指定電壓，從而在例如僅使用電池對電氣負載供電時，能夠避免供應給電氣負載的供應電壓變?yōu)閯幼鞅ＷC電壓以下。[0022]在該結構(技術方案5)中，更優(yōu)選所述目標電壓變更裝置在所述電池處于劣化狀態(tài)時，將正在放置中的所述蓄電裝置的目標電壓從指定的高電壓切換為指定的低電壓(技術方案6)。
[0023]根據(jù)上述結構(技術方案6)，在電池劣化而能夠儲存的電力變少時，通過將正在放置中的電容器的目標電壓從高電壓切換為低電壓，能夠減輕打開點火開關時的電池的負擔。
[0024]在本發(fā)明的車輛用電源的控制裝置(技術方案4)中，另外進一步優(yōu)選所述車輛用電源還包括:電池；第一電路部，將所述發(fā)電機與所述目標電壓變更裝置連結，并且連接于所述蓄電裝置；第二電路部，將所述目標電壓變更裝置與所述電氣負載連結，并且連接于所述電池；旁通電路部，旁通所述目標電壓變更裝置而將所述第一電路部與所述第二電路部連結；開關，在所述第一電路部與所述第二電路部之間的電位差為指定值以下時使所述旁通電路部短路，在所述電位差為大于所述指定值時使所述旁通電路部斷開；其中，所述目標電壓變更裝置根據(jù)所述電池的當前的劣化狀態(tài)來變更正在放置中的所述蓄電裝置的目標電壓(技術方案7)。
[0025]根據(jù)上述結構(技術方案7)，通過根據(jù)電池的劣化狀態(tài)來將例如正在放置中的電容器的目標電壓變更為更低的指定電壓，從而在例如僅使用電池對電氣負載供電時，能夠避免供應給電氣負載的供應電壓變?yōu)閯幼鞅ＷC電壓以下。
[0026]在該結構(技術方案7)中，更優(yōu)選所述目標電壓變更裝置在所述電池處于劣化狀態(tài)時，將正在放置中的所述蓄電裝置的目標電壓從指定的高電壓切換為指定的低電壓(技術方案8)。
[0027]根據(jù)上述結構(技術方案8)，在電池劣化而能夠儲存的電力變少時，通過將正在放置中的電谷器的目標電壓從高電壓切換為低電壓，能夠減輕打開點火開關時的電池的負擔。
[0028]本發(fā)明另一個方面涉及車輛用電源的控制方法，所述車輛用電源包括:發(fā)電機，出發(fā)動機驅動而發(fā)電；以及蓄電裝置，儲存所述發(fā)電機所產(chǎn)生的電力并將該儲存的電力供應給電氣負載，所述控制方法包括以下步驟:檢測所述蓄電裝置的劣化狀態(tài)的步驟；以及根據(jù)在所述步驟中檢測到的劣化狀態(tài)來變更正花放置中的所述蓄電裝置的目標電壓的步驟(技術方案9)。
[0029]根據(jù)上述方法(技術方案9)，能夠獲得與具備技術方案I的發(fā)明同樣的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是應用了本發(fā)明的實施方式所涉及的車輛用電源的控制裝置及方法的減速再生系統(tǒng)的方框圖。
[0031]圖2是概略地表示本發(fā)明的實施方式所涉及的車輛用電源的控制裝置的動作的流程圖。
[0032]圖3是概略地表示圖2中推測電池的最低電壓時的所述車輛用電源的控制裝置的動作的流程圈。
[0033]圖4是對與電容器的劣化狀態(tài)對應的正在放置中的電容器目標電壓的切換進行說明的時間圖。[0034]圖5是對與電池的劣化狀態(tài)對應的正在放置中的電容器目標電壓的切換進行說明的時間圖。
【具體實施方式】
[0035]以下對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0036]圖1是應用了本實施方式所涉及的車輛用電源的控制裝置及方法的減速再生系統(tǒng)I的方框圖。減速再生系統(tǒng)I只有:再生交流發(fā)電機(本發(fā)明中的發(fā)電機)10，能夠進行在車輛減速時進行的減速再生發(fā)電和由發(fā)動機(未圖示)驅動而進行的常規(guī)發(fā)電；電池20;電容器(本發(fā)明中的蓄電裝置)30，將由再生交流發(fā)電機10所產(chǎn)生的電力儲存起來；DC/DC轉換器(本發(fā)明中的目標電壓變更裝置)40，控制對搭載于車輛的各種電氣設備(本發(fā)明中的電氣負載)60的供電；控制單元(本發(fā)明中的劣化狀態(tài)檢測裝置)50，控制減速再生系統(tǒng)I;旁通繼電器(本發(fā)明中的開關)70，設置于旁通(bypaSS)DC/DC轉換器40的旁通電路部75。
[0037]再生交流發(fā)電機10與DC/DC轉換器40通過第一電路部15而連結。電容器30連接于該第一電路部15。DC/DC轉換器40與電氣設備60通過第二電路部65而連結。電池20連接于該第二電路部65。
[0038]旁通電路部75旁通DC/DC轉換器40而連結第一電路部15與第二電路部65。在該旁通電路部75中設有使第一電路部15和第二電路部65短路或斷開的旁通繼電器70。
[0039]再生交流發(fā)電機10通過發(fā)動機被帶(belt)驅動，其是將減速時等的運動能量有效地進行電力再生的可變電壓式交流發(fā)電機。為了效率良好地進行送電和蓄電，該再生交流發(fā)電機10能夠高電壓化至最大25V。
[0040]電池20為普通的鉛電池。
[0041]電容器30是將再生的大量的電能瞬間儲存且有效地輸出以便能夠使用的大容量低電阻雙電層電容器(EDLC)，能夠產(chǎn)生最大25V的電壓。該電容器30與用于電動汽車等的鋰離子電池、普通的鉛電池相比，具備能夠急速蓄電(以50?60km/h行駛時在數(shù)秒內充滿電)、放電深度無限制、具有半永久壽命等優(yōu)勢。
[0042]DC/DC轉換器40是將最大DC25V降壓至DC14V并輸出的轉換器。該DC/DC轉換器40能夠讓達到指定的容量(例如，容許輸出電流值(容許極限值)為50A)的電流流過。DC/DC轉換器一般而言若容量變大則尺寸變大，價格變高。
[0043]控制單元(以下稱為“EOT” ) 50管理控制減速再生系統(tǒng)I整體的動作。
[0044]電氣設備60包含例如燈、除霜器(defroster)、送風機、座椅加熱器、風扇、點火開關、發(fā)動機控制單元、DSC (dynamic stability control,動態(tài)穩(wěn)定控制)系統(tǒng)、EPAS (電動動力轉向)、電動車窗等。
[0045]根據(jù)該減速再生系統(tǒng)I，在怠速停止時，使用蓄電于電池20、電容器30中的電力，另外，即便在踩下加速踏板(未圖示)的加速接通時，在充足的電力殘留在電池20、電容器30的期間中，也不進行再生交流發(fā)電機10的發(fā)電，而使用蓄電于電池20、電容器30中的電力。由此，抑制消耗燃料的發(fā)動機的發(fā)電，提高燃耗性能。
[0046]根據(jù)該減速再生系統(tǒng)1，由于城市行駛時頻繁進行加減速，故在儲存于電容器30的電力完全枯竭之前再次通過減速而蓄電。因此，行駛中的車輛所需的電力幾乎可由減速再生能量提供。
[0047]下面，參照圖2及圖3，說明用于通過E⑶50對關閉點火開關(以下稱為“IG*0FF”)而停止發(fā)動機時(以下稱為“正在放置中”)的電容器目標電壓進行切換的車輛用電源的具體控制方法。
[0048]首先，參照圖2的流程圖，對正在放置中的電容器目標電壓的切換進行說明。該圖2的流程圖，在將電容器目標電壓VeAP SMK設定為指定的高電壓VeAP SMK HrcH例如20V的狀態(tài)下,在由IG.0FF停止發(fā)動機時開始。
[0049]在步驟SI中，測量電容器30的當前的靜電容量C。在步驟S2中，基于至當前為止所測量的靜電容量C，預測下次測量時的靜電容量Cnext，判定該預測的下次測量時的靜電容量Cnext是否在預先規(guī)定的靜電容量即規(guī)定值Cmin以上(檢測電容器30的劣化狀態(tài)的步驟)。此外，上述下次測量時的靜電容量Cnext能夠基于至當前為止所測量的靜電容量C的變化傾向來預測。
[0050]在本實施方式中，規(guī)定值Cmin是對電容器30的每個使用期間(從車輛制造時開始的經(jīng)過時間)規(guī)定為了在經(jīng)過了指定的動作保證期間(在本實施方式中為十年)的時間點能夠確保電容器30的動作保證容量CMIN—1(|而所需的靜電容量C的值。即,靜電容量C隨著電容器30的使用期間的增大而減少，而若假定靜電容量C以某種的一定的傾向減少，則能夠求取在使用期間推進的各時間點為了在經(jīng)過十年時確保所述動作保證容量Cmin ω所需的最低限度的靜電容量C的值。所求得的各規(guī)定值Cmin記錄于ECU50的存儲器。
[0051]當判定為所預測的下次測量時的靜電容量Cnext不在對應的規(guī)定值Cmin以上，即電容器30劣化 ，當前的電容器目標電壓(例如20V)降至低于經(jīng)過動作保證期間的電容器30的動作保證容量Cmin 1(|時，在步驟S6中，將正在放置中的電容器目標電壓VeAP S(M設定為指定的低電壓Vcap S(M ，例如15V(變更正在放置中的電容器30的目標電壓Vcap SMK(的步驟)。
[0052]即，ECU50基于到當前為止按每個指定期間所測量的靜電容量C，預測電容器30的下次測量時的靜電容量Cnext，判定預測的下次測量時的靜電容量Cnext是否在對應的規(guī)定值Cmin以上，從而檢測電容器30的下次測量時的劣化狀態(tài)，若檢測到劣化狀態(tài)，則降低目標電
壓 VcAP—SOAK。
[0053]另一方面，在所述步驟S2中，當判定為下次測量時的靜電容量Cnext在對應的規(guī)定值Cmin以上時，在步驟S3中，推測電池20的最低電壓Vbat MIN SQffi。此外，關于該電池20的最低電壓V
BAT—MIN-SOAK
的推測方法，稍后詳細說明。
[0054]接著，在步驟S4中，判定所推測的電池20的最低電壓Vbat MIN SQAK是否在預先規(guī)定的最低電壓(以下稱為“動作保證電壓VBAT MIN KUN”)例如11.5V以上，當判定為不在動作保證電SVbatminm以上，即由于電池20的劣化等，不能夠確保打開點火開關(以下稱為“IG*0N”)時的電力時，在步驟S6中，將正在放置中的電容器目標電壓Vcap smk設定為指定的低電壓Vcap.SMK—_，例如15V。
[0055]此外，所述動作保證電壓Vbat min kun預先規(guī)定為若電池20的最低電壓Vbat min smk降至低于該動作保證電壓VBAT—MIN—KUN,則不能夠由電池20對電氣設備60供應足夠的電力的電壓。
[0056]另一方面，在所述步驟S4中，當判定為電池20的最低電壓Vbat MIN SMK在動作保證電壓Vbat MIN KUN以上時，在步驟S5中，將正在放置中的電容器目標電壓Vcap SMK設定為指定的聞電壓 Vcap.SQAK—HieH，例如 20V。
[0057]即，在至電容器30或電池20劣化為止，將正在放置中的電容器目標電壓Vcap SQffi設定為高電壓VeAP SMK HKH (例如20V)，若電容器30和電池20中任一者劣化，則將正在放置中的電容器目標電壓VeAp—SMK切換為低電壓VeAP—SMK—(例如15V)。
[0058]由此，電源的使用初期能夠例如通過長時間的怠速停止等而實現(xiàn)燃耗性能高的行駛。另一方面，由于考慮到電源的使用期間越長電容器30的劣化越發(fā)展的情況，根據(jù)電容器30的劣化狀態(tài)，將正在放置中的電容器目標電壓Vap SMK變更為更低的電壓，故即便使用期間為長期間，也能夠確保電容器30所需的耐久性，維持良好的行駛狀態(tài)。
[0059]在此，所述步驟SI中的電容器30的靜電容量C的測量，定期地亦即按每個指定期間，例如按每個月來進行即可。其具體的測量方法是，通過在正在放置中從電容器30對具有預先設定的電阻值的電阻器放電，測量在指定時間內電容器30的電壓下降何種程度，從而能夠測量電容器30的靜電容量C。此外，電容器30的靜電容量C也可不如上所述地直接測量，而用公知的方法間接推測。
[0060]下面，參照圖3，對推測電池20的最低電壓的方法詳細地進行說明。圖3是概略地表示作為圖2的主循環(huán)(main loop)所包含的子循環(huán)的電池的最低電壓的推測的流程圖。
[0061]首先，在步驟Sll中，在行駛中連續(xù)地測量表示當前的電池20的充電狀態(tài)的SOC (state of charge，充電狀態(tài))，在使車輛停車且IG.0FF時，將行駛中最后測量的SOC值(%)(以下稱為“S0CQFF”)記錄于E⑶50的存儲器。
[0062]然后，在步驟S12中，從最后測量且記錄的SOCtw中減去預先對每個車輛規(guī)定的、由暗電流(S卩，正在放置中消耗的電流)引起的SOC的下降部分AS0Csqak(即，(SOCoff- Δ SOCsoak))，推測下次的IG.0N時的電池20的SOC值(以下稱為“S0C0N”)。
[0063]然后，在步驟S13中，例如，使用預先設定的轉換映射等，將所推測的SOCw轉換為電池20的電動勢Ebat QN。
[0064]在此，在步驟S14中，推測電池20的內部電阻Rbat，在步驟S15中，通過所推測的Rbat與預先設定的IG.0N時瞬間流過的要求電流的最大值Iqn max的乘積(即，(RbatX IQN—max))，推測電池20的電壓降VBAT—DK0P。
[0065]最后，在步驟S16中，從電動勢Ebat qn中減去電壓降Vbat dkqp部分(即，(EBAT—QN_VBAT—drop))，計算出電池20的最低電壓Vbat MIN SMK，返回圖2的主程序。
[0066]參照圖4及圖5對基于以上的流程圖的本實施方式所涉及的控制減速再生系統(tǒng)I的ECU50的動作進行說明。
[0067]圖4是對與電容器30的靜電容量對應的正在放置中的電容器目標電壓的切換進行說明的時間圖(time chart)。該時間圖的橫軸表示從電容器30的使用開始的使用期間(年)，縱軸表示電容器30的靜電容量C(F)及正在放置中的電容器目標電壓Vcapsmk (V)。
[0068]此外，該時間圖的橫軸準確地說是以使用期間的平方根為刻度。這是因為由于電容器的使用期間的平方根與靜電容量之間一般而言存在直線的相關關系，故易于說明。
[0069]在此，在上側的時間圖描繪了測量線和規(guī)定線兩條向右下方傾斜的直線圖。
[0070]測量線是使正在放置中的電容器目標電壓Vcap SMK為20V，畫出近似于使用期間從O年到T年定期地、例如每一個月測量靜電容量C所獲得的多個實測值的點的直線，將該直線延長至使用期間為例如十年的線。此外，為了使圖表易于觀察，對于實測值，僅對每半年的值進行繪圖。
[0071]因此，測量線的傾斜度表示電容器30的靜電容量隨時間而減少的速度，即電容器30的劣化發(fā)展的速度。
[0072]另一方面，規(guī)定線是將從使用開始十年后仍能夠進行所希望的燃耗性能的模式行駛的電容器30的動作保證容量Cmin 1(|預先設定為十年后的目標值，并根據(jù)已通過實驗等獲得的、將正在放置中電容器目標電壓VeAP S(M設為15V持續(xù)使用時的靜電容量的減少傾向，直線地描繪到到使用開始為止的線。即，規(guī)定線是為了使經(jīng)過動作保證期間(例如十年)時電容器30具有指定的動作保證簾量Cmin 1(|，而將電容器目標電壓VeAP SMK設為低電壓(15V)時的靜電容量的規(guī)定值Cmin連續(xù)地描繪在圖表上的線。
[0073]將正在放置中的電容器目標電壓VeAP S(M設定為20V，開始車輛的使用。從使用開始每一個月測量電容器30的靜電容量C(Sl),將獲得的實測值記錄于ECU50的存儲器。基于至當前為止測量并記錄的靜電容量C的數(shù)據(jù)，預測一個月后的靜電容量CNEXT。
[0074]此外，該預測等同于在圖表上基于所獲得的實測值生成上述測量線，基于該測量線的傾斜度求取一個月后的靜電容量。
[0075]比較預測的一個月后的靜電容量Cnext與此時的規(guī)定值Cmin(S2)，當判定為靜電容量Cnext不在規(guī)定值Cmin以上(即Cnext < Cmin)時，計算幾曰后靜電容量變得與規(guī)定值Cmin相等、靜電容量變得與規(guī)定值Cmin相等的使用期間T。
[0076]此外，該計算若設使用期間T時的靜電容量為CT，則等同于在圖表上求取測量線與規(guī)定線相交的交點(T、Ct)(參照圖表上的“正在放置中電容器目標電壓切換點”)。
[0077]然后，在計算的使用期間T到來時，將正在放置中的電容器目標電壓Vmlsmk從20V切換為15V(S6)。即，ECU50在判定為預測的下次測量時的靜電容最Cnext小于對應的規(guī)定值Cmin時，計算靜電容量變得等于規(guī)定`值Cmin的電容器30的使用期間T，DC/DC轉換器40在計算的使用期間T到來時，將正在放置中的電容器目標電壓Vcap SMK從指定的高電壓巴(20V)切換為指定的低電壓(15V)。
[0078]在電容器目標電壓Vqulsm^切換后，仍接著繼續(xù)電容器靜電容量C的測量。此外，雖未圖示，但切換后的靜電容量C的實測值大致被繪圖在規(guī)定線上，在十年后能夠獲得目標靜電容量即動作保證容量cMIN—1(|。
[0079]因此，根據(jù)該實施方式，在使用初期使目標電壓設為高電壓并通過怠速停止等來能夠提高燃耗性能，并且在電容器30的劣化有所發(fā)展時，通過將目標電壓從高電壓切換為低電壓，能夠在長期間確保電容器30所需的耐久性。而且，這種情況下，在電容器30處于劣化狀態(tài)時，能夠通過將正在放置中的電容器目標電壓Vcap SMK從20V切換為15V這樣簡易的方法，抑制此后的電容器30的劣化發(fā)展。另外，在這種情況下，由于基于按每個指定期間在正在放置中測量的電容器30的靜電容量C預測下次測量時電容器80的靜電容量Cnext,故能夠精度良好地檢測出電容器30的劣化狀態(tài)。
[0080]下面參照圖5，對根據(jù)電池20的劣化狀態(tài)等而切換正在放置中的電容器目標電壓
VCAP_S0AK的動作詳細地進行說明。
[0081]圖5是對與電池20的劣化狀態(tài)等對應的正在放置中電容器目標電壓Vcap SMK的切換進行說明的時間圖，分別示出點火開關(圖5中表示為“IG”)、車速、電池電壓以及電容器電壓的時間性變化。
[0082]首先，在行駛中連續(xù)測量當前的電池20的SOC(Sll)。若車輛開始減速，則進行再生交流發(fā)電機10的減速再生，使之蓄電于電池20及電容器30。
[0083]然后停車，發(fā)動機停止且IG ?OFF，成為正在放置狀態(tài)。在IG.0FF時，基于行駛中最后測量的SOCtw等推測電池的最低電壓Vbat min smk(S3)，判定它是否在動作保證電壓VBAT—?iN_Era以上(S4)，設定下次IG.0Ν時能夠通過電池20確保電力的正在放置中電容器目標電壓VQ\p—?m(S5或S6)。然后,在電壓降至所設定的所述正在放置中電容器目標電壓Vcapjjmk之前，從電容器30經(jīng)由DC/DC轉換器40使電容器30所蓄電的電對電氣設備60、電池20放電。
[0084]在正在放置中，由于暗電流消耗電池20的電力，故電池20的電壓漸漸降低。另外，放電后的電容器30在正在放置中維持IG.0FF時設定的正在放置中電容器目標電壓Vcapsoffi(15V 或 20V)。
[0085]在IG.0Ν時，在電池20生產(chǎn)電壓降Vbat _。這是由于在正在放置中維持為目標電壓VCAP—?μ即15V或20V的電容器30的電壓在IG.0N時降至電氣設備60的額定電壓12V附近之前不能夠使旁通電路部75短路，故僅由電池20對電氣設備60供應電力，若電氣負載大，則該IG.0N時大電流Iw MX從電池20流入電氣設備60，從而電池20的電壓因電池20的內部電阻Rbat而降低。
[0086]由于電壓下降時的電池20的最低電壓是與IG.0FF時所推測的最低電壓Vbat MINsoak大致相同的電壓，且以IG.0N時僅由電池20能夠確保電力的正在放置中電容器目標電壓Vcapsmk在正在放置中維持電容器30的電壓，故不會降至低于電池20的動作保證電壓Vbat_min_eun(例如11.5V)，電氣設備60正常工作，不久車輛起步。
[0087]此外,若該最低電壓降至低于電池20的動作保證電壓VBAT—MIN—KUN,則無法對電氣設備60提供充足的電力，發(fā)生例如動力轉向不正常工作而方向盤操作變得沉重、頭燈熄滅等異常情況。
[0088]電容器30的電壓與電池20的電壓之差(即第一電路部15與第二電路部65之間的電位差)變?yōu)橹付ㄖ狄韵聲r，旁通繼電器70啟動，使第一電路部15和第二電路部65短路，通過再生交流發(fā)電機10進行低電壓(例如14V)的常規(guī)發(fā)電，經(jīng)由DC/DC轉換器40對電氣設備60供電。然后經(jīng)由旁通電路部75從再生交流發(fā)電機10對電池20以大電流蓄電。
[0089]因此，若IG.0N且電池20電壓下降時為TQN，電容器30的電壓從15V降至12V時為T1,電容器30的電壓從20V降至12V時為T2,則期間Tw~T2長于期間Tqn~T1，故將正在放置中電容器目標電壓Vcap SQffi設為20V時，必須在相對更長的Ton~T2期間僅由電池20供應電力，與此相對，由于將正在放置中電容器目標電壓VeAP—SMK設為15V時,僅在相對更短的Ton~T1期間供電即可，故此期間消耗的電池20的電力更少。
[0090]如上所述，在電池20劣化而能夠蓄電的電力變少的情況、IG.0N時的電氣負載較大的情況下，通過將正在放置中的電容器30的目標電壓從高電壓切換為低電壓，能夠減輕IG.0N時的電池20的負擔，故能夠避免對電氣設備60的供應電壓變?yōu)閯幼鞅ＷC電壓Vbat-min_eun以下。即，根據(jù)電池20的劣化狀態(tài)，將正在放置中的電容器30的目標電壓從20V變更為15V，能夠在僅由電池20對電氣設備60供電時，避免對電氣設備60的供電電壓變?yōu)閯幼鞅ＷC電壓Vbat MIN 以下。另外，電池20劣化而能夠蓄電的電力變少時，能夠通過將正在放置中的電容器30的目標電壓從20V切換至15V，減輕IG.0N時的電池20的負擔。
[0091]此外，本發(fā)明并不局限于上述示例的實施方式，毋庸置疑，可在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內，進行各種改良及設計上的變更。
[0092]例如，在上述實施方式中，按每一個月進行電容器30的靜電容量C的測量，但也可例如每日進行測量，或在當前的劣化狀態(tài)變?yōu)橐?guī)定值以下的時間點立刻進行正在放置中電容器目標電壓的切換。即，ECU50也可按每個指定期間來測量電容器30的靜電容量C，并判定所測量的當前的靜電容量C是否在指定的當前的規(guī)定值Cmin以上，從而檢測電容器30的當前的劣化狀態(tài)。 [0093]另外，也可代替如步驟S2那樣的、預測下次測量時的靜電容量Cnext并且比較該預測的下次測量時的靜電容量Cnext與按減速再生系統(tǒng)I中的電容器30的每個使用期間預先記錄的對應的規(guī)定值Cmin來切換電容器目標電壓的上述方法，而根據(jù)在步驟SI中測量的電容器30的當前的靜電容量C和上次測量時的靜電容量，求取自上次測量時開始的靜電容量的變化率，預測假定電容器30的靜電容量C以該變化率進展時的經(jīng)過動作保證期間(例如十年)時的電容器30的靜電容量，當判定為該預測的經(jīng)過動作保證期間的靜電容量降至低于指定的經(jīng)過動作保證期間的動作保證容量Cmin ici時，將正在放置中的電容器目標電壓VCAp_soak設定為指定的低電壓Vc;AP—SMK—OT,例如15V。由于基于按每個指定期間在正在放置中測量的電容器30的靜電容量C預測經(jīng)過動作保證期間的電容器30的靜電容量，故可以良好的精度檢測出電容器30的劣化狀態(tài)。
[0094]另外，雖然在正在放置中進行電容器30的靜電容量C的測最，但其這并不局限于在正在放置中。
[0095]正在放置中電容器目標電壓的變更雖由高電壓切換為低電壓，但在電容器30、電池20的能力有富余時，為了進一步提高燃耗性能，也可從低電壓向高電壓切換。
[0096]另外，正在放置中電容器目標電壓雖只從指定的高電壓向低電壓切換了一次，但也可以通過例如高電壓一中電壓一低電壓等多階段進行切換。另外，目標電壓雖然預先決定了設定的候選電壓值(15V或20V)，但設定的目標電壓也可在切換時適當通過計算來求取。
[0097]而且，電池20也可采用鉛蓄電池以外的二次電池。電容器30也可采用其他蓄電
>J-U ρ?α裝直。
[0098]另外，在上述實施方式中，雖然作為再生發(fā)電機使用了再生交流發(fā)電機10，但也可取代該再生交流發(fā)電機10而采用電動發(fā)電機(motor generator)等。另外,作為開關雖然使用了旁通繼電器70，但也可取代該旁通繼電器70而使用半導體開關。
[0099]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，對于帶有發(fā)電機的車輛的電源控制，在特別是使用初期能夠實現(xiàn)燃耗性能高的行駛，并且在長期間使用時也能夠維持良好的行駛狀態(tài)。因此，能夠理想地應用于車輛用電源控制的方法及裝置的制造產(chǎn)業(yè)領域。
【權利要求】
1.一種車輛用電源的控制裝置，其特征在于， 所述車輛用電源包括: 發(fā)電機，由發(fā)動機驅動而發(fā)電；以及 蓄電裝置，儲存所述發(fā)電機所產(chǎn)生的電力并將該儲存的電力供應給電氣負載， 所述控制裝置包括: 劣化狀態(tài)檢測裝置，檢測所述蓄電裝置的劣化狀態(tài)；以及 目標電壓變更裝置，根據(jù)由所述劣化狀態(tài)檢測裝置檢測到的劣化狀態(tài)來變更正在放置中的所述蓄電裝置的目標電壓。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輛用電源的控制裝置，其特征在于: 所述目標電壓變更裝置在所述蓄電裝置處于劣化狀態(tài)時，將正在放置中的所述蓄電裝置的目標電壓從指定的高電壓切換為指定的低電壓。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的車輛用電源的控制裝置，其特征在于: 所述蓄電裝置為電容器， 所述劣化狀態(tài)檢測裝置根據(jù)按指定期間從正在放置中的所述電容器測量到的靜電容量，預測所述電容器的下次測量時的靜電容量，并根據(jù)該預測的靜電容量與指定的規(guī)定值的比較來檢測所述電容器的所述下次測量時的劣化狀態(tài)。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的車輛用電源的控制裝置，其特征在于: 所述蓄電裝置為電容器， 所述劣化狀態(tài)檢測裝置根據(jù)按指定期間從正在放置中的所述電容器測量到的靜電容量，預測經(jīng)過了預先設定的動作保證期間的時間點的所述電容器的靜電容量，并根據(jù)該預測的靜電容量與經(jīng)過所述動作保證期間所需的動作保證容量的比較來檢測所述電容器的經(jīng)過所述動作保證期間的劣化狀態(tài)。
5.根據(jù)權利要求3所述的車輛用電源的控制裝置，其特優(yōu)在于所述車輛用電源還包括: 電池； 第一電路部，將所述發(fā)電機與所述目標電壓變更裝置連結，并且連接于所述蓄電裝置； 第二電路部，將所述目標電壓變更裝置與所述電氣負載連結，并且連接于所述電池； 旁通電路部，旁通所述目標電壓變更裝置而將所述第一電路部與所述第二電路部連結； 開關，在所述第一電路部與所述第二電路部之間的電位差為指定值以下時便所述旁通電路部短路，在所述電位差為大于所述指定值時使所述旁通電路部斷開；其中， 所述目標電壓變更裝置根據(jù)所述電池的當前的劣化狀態(tài)來變更正在放置中的所述蓄電裝置的目標電壓。
6.根據(jù)權利要求5所述的車輛用電源的控制裝置，其特征在于: 所述目標電壓變更裝置在所述電池處于劣化狀態(tài)時，將正在放置中的所述蓄電裝置的目標電壓從指定的高電壓切換為指定的低電壓。
7.根據(jù)權利要求4所述的車輛用電源的控制裝置，其特征在于所述車輛用電源還包括: 電池；第一電路部，將所述發(fā)電機與所述目標電壓變更裝置連結，并且連接于所述蓄電裝置； 第二電路部，將所述目標電壓變更裝置與所述電氣負載連結，并且連接于所述電池； 旁通電路部，旁通所述目標電壓變更裝置而將所述第一電路部與所述第二電路部連結； 開關，在所述第一電路部與所述第二電路部之間的電位差為指定值以下時使所述旁通電路部短路，在所述電位差為大于所述指定值時使所述旁通電路部斷開；其中， 所述目標電壓變更裝置根據(jù)所述電池的當前的劣化狀態(tài)來變更正在放置中的所述蓄電裝置的目標電壓。
8.根據(jù)權利要求7所述的車輛用電源的控制裝置，其特征在于: 所述目標電壓變更裝置在所述電池處于劣化狀態(tài)時，將正在放置中的所述蓄電裝置的目標電壓從指定的高電壓切換為指定的低電壓。
9.一種車輛用 電源的控制方法，其特征在于， 所述車輛用電源包括: 發(fā)電機，由發(fā)動機驅動而發(fā)電；以及 蓄電裝置，儲存所述發(fā)電機所產(chǎn)生的電力并將該儲存的電力供應給電氣負載， 所述控制方法包括以下步驟: 檢測所述蓄電裝置的劣化狀態(tài)的步驟；以及 根據(jù)在所述步驟中檢測到的劣化狀態(tài)來變更正在放置中的所述蓄電裝置的目標電壓的步驟。
【文檔編號】B60R16/033GK103660961SQ201310356522
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權日:2012年8月30日
【發(fā)明者】湯原將光, 吉田勝正, 小谷和也 申請人:馬自達汽車株式會社