(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン及びエンジン・スタータ・システムを有するマイクロ・ハイブリッド自動車であって、
上記エンジン・スタータ・システムは、
上記エンジンを始動する電気スタータ、
上記エンジンを始動すべく、電気エネルギーを上記電気スタータに供給するキャパシター、
上記キャパシターを充電すべく、電気エネルギーを上記キャパシターに供給するジェネレータ、及び、
上記エンジン・スタータ・システムのシステム・パラメータを調整する制御器、を備え、
上記制御器は、監視された上記キャパシターの劣化に基づいて、上記システム・パラメータを調整するように作動し得るものであり、
上記システム・パラメータを調整することは、上記キャパシターを充電する電圧を調整することを備え、
上記電圧は、測定された始動継続時間と予測された始動継続時間との比較に基づいて調整される、マイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項２】
上記エンジン・スタータ・システムは、上記キャパシターの電圧を測定する電圧センサを更に備え、
上記制御器は、上記予測された始動継続時間を算出するために、上記測定された電圧を使用する、請求項１に記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項３】
上記予測された始動継続時間は、所定クランキング速度に到達するまでの時間、及び、電圧に関する参照テーブルを使用して判定される、請求項２に記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項４】
上記エンジン・スタータ・システムは、
上記キャパシターの電圧を測定する電圧センサ、及び、
上記キャパシターの温度を測定する温度センサ、を更に備え、
上記制御器は、上記予測された始動継続時間を算出するために、上記測定された電圧及び上記測定された温度を使用する、請求項１に記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項５】
上記予測された始動継続時間は、始動継続時間、温度、及び電圧に関する三次元の参照テーブルを使用して判定される、請求項４に記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項６】
上記電圧は、上記測定された始動継続時間が上記予測された始動継続時間よりも長いならば、所定量だけ増大される、請求項１乃至５の何れか一つに記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項７】
上記電圧は、上記測定された始動継続時間が上記予測された始動継続時間よりも短いならば、所定量だけ減少される、請求項１乃至６の何れか一つに記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項８】
上記電気スタータと上記ジェネレータは一体化されたスタータ・ジェネレータとして形成される、請求項１乃至７の何れか一つに記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項９】
上記一体化されたスタータ・ジェネレータは多相装置であって、
上記マイクロ・ハイブリッド自動車は、上記キャパシターに連結される直流側と、上記一体化されたスタータ・ジェネレータに連結される多相側を備えるインバータを更に備え、
上記制御器は、上記キャパシターを充電すべく上記インバータから上記キャパシターに供給される直流電圧を調整することによって、上記システム・パラメータを調整するように作動し得る、請求項８に記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項１０】
上記システム・パラメータを調整することは、上記エンジンのクランキング中の最大電圧降下の測定から得られるキャパシター劣化の推定結果に基づいて、上記システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える、請求項１乃至９の何れか一つに記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項１１】
上記システム・パラメータを調整することは、上記キャパシターを上記電気スタータに連結する直流ケーブルに沿う電圧降下の判定結果に基づいて、上記システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える、請求項１乃至１０の何れか一つに記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項１２】
上記システム・パラメータを調整することは、測定されたキャパシター電流に基づいて、上記システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える、請求項１乃至１１の何れか一つに記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項１３】
上記システム・パラメータを調整することは、上記エンジンのクランキング中における電圧測定によって生成される電圧曲線からの損失の判定結果に基づいて、上記システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える、請求項１乃至１２の何れか一つに記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項１４】
上記システム・パラメータを調整することは、上記エンジンのクランキング中における電圧測定から生成される時定数の判定結果に基づいて、上記システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える、請求項１乃至１３の何れか一つに記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項１５】
上記システム・パラメータを調整することは、上記キャパシターの経年変化の予測結果に基づいて、上記システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える、請求項１乃至１４の何れか一つに記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項１６】
上記システム・パラメータを調整することは、上記エンジンのクランキング中における電圧測定から生成される電圧勾配を使用して得られるキャパシターの静電容量の推定結果に基づいて、上記システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える、請求項１乃至１５の何れか一つに記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項１７】
上記キャパシターは、複数のスーパーキャパシターが直列に相互結合されたスーパーキャパシター・パックである、請求項１乃至１６の何れか一つに記載のマイクロ・ハイブリッド自動車。
【請求項１８】
エンジン始動用の電気エネルギー源としてキャパシターを使用するエンジン・スタータ・システムの動作制御方法であって、
上記エンジンの始動中に、上記キャパシターの性能を監視する工程、及び、
上記キャパシターの劣化を補償すべく、上記エンジン・スタータ・システムのシステム・パラメータの一つ又は複数を調整する工程、を備え、
上記システム・パラメータの一つ又は複数を調整する工程は、
上記エンジンの始動継続時間を測定する工程、
測定されたパラメータの一つ又は複数から始動継続時間を予測する工程、
上記測定された始動継続時間と上記予測された始動継続時間とを比較する工程、及び、
上記比較に基づいて、上記キャパシターを充電するために上記キャパシターに供給される電圧を調整する工程、を備える方法。
【請求項１９】
上記エンジンの始動前に上記キャパシターの電圧を測定する工程、を更に備え、
上記予測された始動継続時間は上記測定された電圧に基づく、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
上記エンジンの始動前に上記キャパシターの電圧を測定する工程、及び、
上記エンジンの始動前に上記キャパシターの温度を測定する工程、を更に備え、
上記予測された始動継続時間は上記測定された電圧及び上記測定された温度に基づく、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
上記測定された始動継続時間が上記予測された始動継続時間よりも長いならば、上記キャパシターに供給される電圧を増加させる工程、を更に備える、請求項１８乃至２０の何れか一つに記載の方法。
【請求項２２】
上記測定された始動継続時間が上記予測された始動継続時間よりも短いならば、上記キャパシターに供給される電圧を減少させる工程、を更に備える、請求項１８乃至２１の何れか一つに記載の方法。
【請求項２３】
上記エンジンの始動中に上記監視されたキャパシターの性能から、上記キャパシターの劣化の指示値を判定する工程、
必要とされる充電電圧の修正値を示す変数を生成すべく、上記指示値を使用する工程、及び、
上記キャパシターの劣化を補償すべく、上記変数に基づいて充電電圧を調整することによって、上記システム・パラメータの一つ又は複数を調整する工程、を更に備える、請求項１８乃至２２の何れか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ・ハイブリッド自動車、及び、エンジン・スタータ・システムの動作制御方法に関連し、具体的には、キャパシターの劣化(経年変化)を監視して、キャパシターの経年変化を補償し得るエンジン自動停止・始動システムに関連する。
【背景技術】
【０００２】
燃料経済性を増大し、環境汚染を低減すべく、ある所定条件が満たされた時に自動車のエンジン(内燃機関)を自動的に停止するシステムを備えた自動車を提供することが、よく知られている。そのような自動車はしばしば、マイクロ・ハイブリッド自動車或いはマイクロ・ハイブリッド車両と呼ばれる。このマイクロ・ハイブリッド自動車は、具体的には、例えば自動車の制動時にジェネレータを用いてその運動エネルギーを電気エネルギーに変換して、その電気エネルギーをエネルギー蓄積装置(バッテリー、キャパシター等)に蓄積するとともに、自動車の一時停止時(例えば赤信号での停車時)にエンジンを自動停止し、自動車の走行再開時にそのエネルギー蓄積装置に蓄積された電気エネルギーを用いてスタータがエンジンを始動するように構成されている。なお、エンジンの自動停止時には、そのエネルギー蓄積装置に蓄積された電気エネルギーが、車両に搭載された各種電気機器に給電することも可能である。
【０００３】
そのようなマイクロ・ハイブリッド自動車には、相当な量の電気エネルギーがエンジン(内燃機関)を再始動するのに必要とされるという問題がある。加えて、エンジンが停止しているときに、電気エネルギーは、12ボルト電力網を維持する必要がある。エンジンの停止・始動サイクルの頻度が高いならば、一般的な電気化学バッテリーを充電するのに比較的長い期間が必要とされることに起因して、十分なエネルギーを供給するためには極めて大容量のバッテリーが必要とされる。そのような大容量のバッテリーは、重いだけでなく、自動車に実装するのにかさばる。
【０００４】
それ故、一般的な電気化学バッテリーをウルトラキャパシター(ultracapacitor)又はスーパーキャパシター(supercapacitor)に置き換えることが提案されている。そのようなキャパシターは、急速に充電され得るという利点を有する。その結果、例えエンジンの停止・始動サイクルの頻度が高くても、スーパーキャパシターは常時、実質的にその容量一杯まで充電され得る。これは、電気化学バッテリーよりも小容量のスーパーキャパシターを使用することを可能にし、スーパーキャパシターの、電気化学バッテリーより低いエネルギー密度を補償する。そのようなマイクロ・ハイブリッド自動車は、例えば特許文献1に開示されている。
【特許文献１】特開2001-78307号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、そのようなスーパーキャパシターには、経年変化の影響によって、時間とともに、静電容量が減少して、その内部抵抗が増加するという問題がある。その結果、信頼性のある始動性能を確かなものにするために、以下の何れかが必要とされている。
（１）経年変化の影響を考慮して、新品時に実際に必要とされるよりも大容量のスーパーキャパシターを使用する。しかしながら、そのようなスーパーキャパシターは、エンジンを始動するのに実際に必要とされるものよりも大きくてかさばるという不利点を有する。
（２）経年変化に伴うエンジン始動性能の低下を黙認する。
【０００６】
本発明の目的は、キャパシター(例えばスーパーキャパシター)の経年変化を監視して、その経年変化を補償し得る、エンジン自動停止・始動システムを備えた自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の観点によれば、エンジン及びエンジン・スタータ・システムを有するマイクロ・ハイブリッド自動車であって、エンジン・スタータ・システムは、エンジンを始動する電気スタータ、エンジンを始動すべく、電気エネルギーを電気スタータに供給するキャパシター、キャパシターを充電すべく、電気エネルギーをキャパシターに供給するジェネレータ、及び、エンジン・スタータ・システムのシステム・パラメータを調整する制御器を備え、制御器は、監視されたキャパシターの劣化に基づいて、システム・パラメータを調整するように作動し得る、マイクロ・ハイブリッド自動車が提供される。
【０００８】
システム・パラメータを調整することは、キャパシターを充電する電圧を調整することを備える場合がある。
【０００９】
その電圧は、測定された始動継続時間と予測された始動継続時間との比較に基づいて調整され得る。
【００１０】
エンジン・スタータ・システムは、キャパシターの電圧を測定する電圧センサを更に備え、制御器は、予測された始動継続時間を算出するために、測定された電圧を使用する場合がある。
【００１１】
予測された始動継続時間は、所定クランキング速度に到達するまでの時間、及び、電圧に関する参照テーブルを使用して判定され得る。
【００１２】
エンジン・スタータ・システムは、キャパシターの電圧を測定する電圧センサ、及び、キャパシターの温度を測定する温度センサ、を更に備え、制御器は、予測された始動継続時間を算出するために、測定された電圧及び測定された温度を使用する場合がある。
【００１３】
予測された始動継続時間は、始動継続時間、温度、及び電圧に関する三次元の参照テーブルを使用して判定され得る。
【００１４】
その電圧は、測定された始動継続時間が予測された始動継続時間よりも長いならば、所定量だけ増大される場合がある。
【００１５】
その電圧は、測定された始動継続時間が予測された始動継続時間よりも短いならば、所定量だけ減少される場合もある。
【００１６】
電気スタータとジェネレータは単一の一体化されたスタータ・ジェネレータとして形成され得る。
【００１７】
一体化されたスタータ・ジェネレータは多相装置であって、マイクロ・ハイブリッド自動車は、キャパシターに連結される直流側と、一体化されたスタータ・ジェネレータに連結される多相側を備えるインバータを更に備え、制御器は、キャパシターを充電すべくインバータからキャパシターに供給される直流電圧を調整することによって、システム・パラメータを調整するように作動し得る。
【００１８】
システム・パラメータを調整することは、エンジンのクランキング中の(キャパシター或いはインバータの端子における)最大電圧降下の測定から得られるキャパシター劣化の推定結果に基づいて、システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える場合がある。
【００１９】
システム・パラメータを調整することは、キャパシターを電気スタータに連結する直流ケーブルにおける電圧降下の判定結果に基づいて、システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える場合がある。
【００２０】
システム・パラメータを調整することは、測定されたキャパシター電流に基づいて、システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える場合もある。
【００２１】
システム・パラメータを調整することは、エンジンのクランキング中における(キャパシターの端子での)電圧測定によって生成される電圧曲線からの損失の判定結果に基づいて、システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える場合がある。
【００２２】
システム・パラメータを調整することは、エンジンのクランキング中における(キャパシターの端子での)電圧測定から生成される時定数の判定結果に基づいて、システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える場合がある。
【００２３】
システム・パラメータを調整することは、キャパシターの経年変化の予測結果に基づいて、システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える場合もある。
【００２４】
システム・パラメータを調整することは、エンジンのクランキング中における(キャパシターの端子での)電圧測定から生成される電圧勾配を使用して得られるキャパシターの静電容量の推定結果に基づいて、システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える場合がある。
【００２５】
キャパシターは、複数のスーパーキャパシターが直列に相互結合されたスーパーキャパシター・パックであり得る。
【００２６】
本発明の第二の観点によれば、エンジン始動用の電気エネルギー源としてキャパシターを使用するエンジン・スタータ・システムの動作制御方法であって、エンジンの始動中に、キャパシターの性能を監視する工程、及び、(監視されたキャパシターの性能に基づいて)キャパシターの劣化を補償すべく、エンジン・スタータ・システムのシステム・パラメータの一つ又は複数を調整する工程、を備える方法が提供される。
【００２７】
システム・パラメータの一つ又は複数を調整する工程は、キャパシターを充電するためにキャパシターに供給される電圧を調整する工程を備える場合がある。
【００２８】
本発明の方法は、エンジンの始動継続時間を測定する工程、測定されたパラメータの一つ又は複数から始動継続時間を予測する工程、測定された始動継続時間と予測された始動継続時間とを比較する工程、及び、その比較に基づいて、キャパシターを充電するためにキャパシターに供給される電圧を調整する工程を更に備える場合がある。
【００２９】
本発明の方法は、エンジンの始動前にキャパシターの電圧を測定する工程を更に備え、予測された始動継続時間は測定された電圧に基づき得る。
【００３０】
本発明の方法は、エンジンの始動前にキャパシターの電圧を測定する工程、及び、エンジンの始動前にキャパシターの温度を測定する工程を更に備え、予測された始動継続時間は測定された電圧及び測定された温度に基づき得る。
【００３１】
本発明の方法は、測定された始動継続時間が予測された始動継続時間よりも長いならば、キャパシターに供給される電圧を増加させる工程を更に備える場合がある。
【００３２】
本発明の方法は、測定された始動継続時間が予測された始動継続時間よりも短いならば、キャパシターに供給される電圧を減少させる工程を更に備える場合もある。
【００３３】
本発明の方法は、エンジンの始動中に監視されたキャパシターの性能からキャパシターの劣化の指示値を判定する工程、必要とされる充電電圧の修正値を示す変数を生成すべく指示値を使用する工程、及び、キャパシターの劣化を補償すべく、その変数に基づいて充電電圧を調整することによって、システム・パラメータの一つ又は複数を調整する工程を更に備える場合がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図1を参照すると、変速機(不図示)を介してマイクロ・ハイブリッド自動車2に牽引力を供給するエンジン(内燃機関)5を有するマイクロ・ハイブリッド自動車2が示されている。一体化されたスタータ・ジェネレータ6が、駆動ベルト4によって、エンジン5のクランクシャフト(不図示)の一端に駆動可能に連結される。一体化スタータ・ジェネレータ6をエンジン5に駆動可能に連結する他の手段が使用される場合があり、本発明はベルト駆動を使用するものに限定されるものではないことが理解されるであろう。更に、本発明は、互いに独立したスタータ・モータとジェネレータを有するマイクロ・ハイブリッド自動車にも適用可能であることが理解されるであろう。
【００３５】
本実施形態の場合には、一体化スタータ・ジェネレータ6は多相交流機器であって、多相ケーブル7を介してインバータ10(変換器)に連結される。制御線8が、一体化スタータ・ジェネレータ6とインバータ10との間でデータを双方向に伝送するのに使用され、その場合、エンジン5の回転速度を算出するのに使用され得る、一体化スタータ・ジェネレータ6の回転速度を示す信号を供給する。或いは、エンジン速度は、クランクシャフト・センサー、又は、別の検出装置を用いて直接的に測定される場合がある。
【００３６】
スーパーキャパシター・パック12が、インバータ10の直流側に連結される。この場合、スーパーキャパシター・パック12は、2.7ボルトの電圧を有するスーパーキャパシター(時にはセルと呼ばれる、電気二重層キャパシター)を十個有し、それゆえ27ボルトの公称端子電圧を有する。スーパーキャパシター・パックにおいて更に多い、又は、少ない数のスーパーキャパシターが使用される場合があり、スーパーキャパシター・パックを形成する個々のスーパーキャパシターが2.7ボルトよりも高い、又は、低い電圧を有する場合もあることが理解されるであろう。
【００３７】
スーパーキャパシター・パック12は、DC-DCコンバータ15にも連結される。DC-DCコンバータ15は、供給線16によって、12ボルト電源(不図示)に連結される。12ボルト電源は、本技術分野においてよく知られているように、一般的な電気化学バッテリー(不図示)を含み、マイクロ・ハイブリッド自動車2に搭載された電気機器を動かすのに使用される。一体化スタータ・ジェネレータ6は、スーパーキャパシター及び電気化学バッテリーを充電するように動作することも可能であるが、この機能を実行するのに必要とされる手段や電気的接続は、本明細書においては図示又は記述されていない。DC-DCコンバータ15は、マイクロ・ハイブリッド自動車2が数週間運転されておらず、スーパーキャパシター・パック12内の電荷が、エンジン始動を成功させるのに必要な所定レベルを下回って漏出している場合、12ボルト電源からスーパーキャパシター・パック12を充電することにも使用される。DC-DCコンバータ15は、この充電機能を実行するために、12ボルトよりも高い電圧を供給する。或いは、12ボルト電源に連結される、一般的なスタータが使用される場合がある。  この機能は、本明細書においては図示又は記述されていない。
【００３８】
スーパーキャパシター制御器20が、インバータ10とスーパーキャパシター・パック12との間の電気の流れを制御するために、制御ライン21によって、インバータ10に動作可能に連結される。スーパーキャパシター制御器20は、スーパーキャパシター・パック12からの、スーパーキャパシター・パック12の端子電圧を示す信号を、電圧センサ・ライン22を通じて連続的に受け、エンジン速度を示す信号を、制御ライン21を介して連続的に受ける。スーパーキャパシター制御器20は、インバータ10、或いは、例えばパワートレイン制御器のような別の電気制御器の一部として形成される場合があり、本発明は独立したスーパーキャパシター制御器を使用するものに限定されるものではないことが理解されるであろう。
【００３９】
スーパーキャパシター制御器20は、経年変化に起因するスーパーキャパシターの劣化を監視して、そして、劣化の判定に基づいてエンジン・スタータ・システムのシステム・パラメータの一つ又は複数を調整するようにプログラムされている。換言すれば、スーパーキャパシター制御器20は、スーパーキャパシター・パック12の劣化状態を判定し、安定したエンジン始動性能を維持するようにインバータ10の作動を調整する。
【００４０】
本発明において考慮されるシステム・パラメータは、スーパーキャパシター電圧の電圧限界である。これらの電圧限界は、スーパーキャパシター・パックの使用を、安全動作領域に制限する。スーパーキャパシターの電圧レベルは、インバータの動作モード、及び/又は、DC-DCコンバータの動作モードによって、この安全動作領域内にて自由に調整され得る。本発明における説明を簡略化するために、スーパーキャパシターは、抵抗-静電容量モデル(図10参照)によって単純化され、そこにおいてRscap及びCscapは、スーパーキャパシターの抵抗値及び静電容量値に各々対応する。その抵抗-静電容量モデルは、図11に示されるように、Rcableによって示されるケーブルの抵抗値も含む場合がある。そういうものとして、本発明は、ケーブルとコネクターの抵抗値を監視するように適用される場合もある。
【００４１】
それ故、スーパーキャパシターの劣化は、抵抗が増加することによって、及び/又は、静電容量が低減することによって、表される場合がある。スーパーキャパシターの抵抗及び静電容量は、更に温度に伴って変化し得ることがよく知られているが、以下に示すように、二次元マップがこの影響を容易に補償し得る。
【００４２】
スーパーキャパシター・パックの電圧レベル、及び、その抵抗値及び静電容量値は、システム全体の動作に影響を及ぼす。例えば、図12は、エンジン始動中における突入電流のピークが、スーパーキャパシター・パックの初期電圧レベル及び抵抗値の増加に応じて変化することを示す。スーパーキャパシター、及び/又は、インバータのような他のシステム部品を保護するために、所定の電流限界を下回って作動することが必須となる場合がある。そうであるので、システム・パラメータは、その抵抗値の増加に応じて、スーパーキャパシター・パックの電圧上限値を規定する。別の例が、図13において提供され、エンジン始動に関して、始動するまでに要する時間が抵抗値と初期電圧レベルの関数にて表される。この関係に従って、別のシステム・パラメータが、適切なエンジン始動性能を確かなものとするように調整される。図14は、スーパーキャパシターから利用可能なエネルギーが、スーパーキャパシターの電圧及び静電容量劣化の関数であることを示す。システム・パラメータは、例えば規定されたエネルギー蓄積が得られるように、この関数を考慮に入れる場合がある。これらの例は、システム・パラメータの一つ又は複数が、スーパーキャパシターの劣化に応じて調整される必要があることを示している。
【００４３】
以降の段落において、上述の劣化を測定する方法、及び、それに応じてシステム・パラメータを調整する方法を提供する。
【００４４】
図1に示される実施形態において、スーパーキャパシター・パック12は、温度非依存性の十個のスーパーキャパシターからなり、2.7ボルトの電圧を有する各々のスーパーキャパシターが、27ボルトの公称出力電圧を供給すべく、互いに直列に連結される。温度非依存性のスーパーキャパシターは、静電容量及び抵抗の電気的特性が、マイクロ・ハイブリッド自動車2の通常の温度作動範囲、本実施形態の場合には-25℃〜25℃及びそれ以上において、実質的に一定となるものである。異なる初期電圧を有する温度非依存性のスーパーキャパシター・パックの、異なる温度におけるエンジン始動時間の増加率が、図4において16ボルト、20ボルト、及び24ボルトのプロットとして示されている（初期電圧24Vのスーパーキャパシターが25℃のときのエンジン始動時間に対する増加率を表す）。ここに示されている結果は、General Atomics Electronic Systems Inc.社(アメリカ合衆国カリフォルニア州サンディエゴ市グリーンクレイグ・レーン4949)によって製造され、16ボルト、20ボルト、及び24ボルトの初期端子電圧を各々有するMaxwell Boostcap(登録商標)タイプの機器に対するものである。
【００４５】
これら三つの初期電圧全てに関して、エンジン始動に要する時間は、所望の温度範囲を通じて実質的に一定であり、そして始動に要する時間は電圧に関連することが、図4から分かる。
【００４６】
従って、スーパーキャパシター制御器20のメモリ装置に記憶される参照テーブルを使用することによって、スーパーキャパシター・パック12の出力端子における電圧の測定から、新品の状態において所定クランキング速度に到達するのに要するであろう時間を予測することが可能である。
【００４７】
それ故、スーパーキャパシター制御器20は、エンジン始動に要する予測時間を判定するために、電圧センサ・ライン22を介して供給される電圧を使用し、エンジン始動が開始するときに内部タイマをスタートし、エンジン始動が完了するときに内部タイマをストップし、それから内部タイマの値を読み取ることによって、これ(エンジン始動に要する予測時間)を実際に測定された時間と比較するように作動し得る。この比較が、測定時間が予測時間よりも長いことを示すならば、それはスーパーキャパシター・パック12の能力喪失（或いは経年変化）を示し、この能力喪失を補償するために、スーパーキャパシター制御器20は、次回の充電時にインバータ10によってスーパーキャパシター・パック12に供給される電圧を増大させるように作動し得る。何らかの理由によって、計測時間が予測時間よりも短いならば、それはスーパーキャパシター・パック12の過充電を示し、この過充電を補償するために、スーパーキャパシター制御器20は、次回の充電時にインバータ10によってスーパーキャパシター・パック12に供給される電圧を低減させるように作動し得る。その測定及び比較は、数回のエンジン始動の間に行なわれ、それらの平均を取った後に、インバータによって供給される電圧がその平均値に変更される。上述の充電電圧の増加量が、先に判定された充電電圧の減少量と一致しない場合があることが理解されるであろう。
【００４８】
マイクロ・ハイブリッド自動車2の運転中には、一体化スタータ・ジェネレータ6は、スーパーキャパシター・パック12を充電するのに使用される。
【００４９】
エンジン5が再始動されるときには、インバータ10は、スーパーキャパシター・パック12からの直流電流を、多相交流電流に変換するように動作可能であり、一体化スタータ・ジェネレータ6を、モータとして、エンジン5を始動するのに必要な所望クランキング速度までクランキングすべく作動させる。
【００５０】
温度非依存性のスーパーキャパシターを使用するそのようなシステムは、エンジン始動に要する予測時間を判定するのに、二次元の参照テーブル又は一次関係しか必要とされないという利点を有する。スーパーキャパシター・パックの如何なる能力喪失も、充電電圧を増大させることによって補償されるので、寿命末期においても性能を維持出来るような大きなスーパーキャパシター・パックを使用する必要がなく、従って、より小型で軽量のスーパーキャパシター・パックが使用可能である。
【００５１】
図3を参照すると、図1に示されるスーパーキャパシター制御器20の中に実行可能な指示として組み込まれるタイプの、スーパーキャパシターの経年変化を補償する方法が示される。
【００５２】
本実施形態の方法は、マイクロ・ハイブリッド自動車2のキー・オン・イベント(key-on event)であることが一般的であるステップ100にて開始する。
【００５３】
その後ステップ110において、スーパーキャパシター・パック12の劣化を補償するのに使用される電圧オフセットVoffsetが、スーパーキャパシター制御器20の不揮発性メモリから読み取られる。
【００５４】
ステップ120において、スーパーキャパシター・パック12の端子電圧(すなわち、ロー・パス・フィルター処理されたISG(一体化スタータ・ジェネレータ)電圧)が、連続的に監視され、変数VISGとしてメモリ装置に繰り返し記憶される。エンジンのクランキングが開始されるときに、ステップ120のサブ・ステップ(sub-step)を形成するタイマをスタートし、このタイマはエンジン始動が完了するまで(すなわち、一体化スタータ・ジェネレータの通電が終了するまで)作動が許容される。ステップ130において、エンジン始動が完了するまで(すなわち、エンジンのクランキングが終了するまで)待った後に、所定クランキング速度に到達するのに要した測定時間が、変数(測定された継続時間)Tmeasとしてメモリ装置に記憶される
その後ステップ140において、VISG(クランキングの開始時における電圧測定値)-Voffset(電圧オフセット)に相当する電位差Vにおけるクランキングの予測継続時間Texpが、参照テーブル或いは、時間に対する電圧の一次グラフを使用して判定される。
【００５５】
ステップ150において、前回記憶された測定時間Tmeasの値を、メモリ装置から読み取る。ステップ155において、測定継続時間Tmeasの値は、前回判定されたクランキングの予測継続時間Texpと比較される。測定継続時間Tmeasが予測継続時間Texpよりも長いならば、これはエンジン始動性能が低下していることを示し、そして本実施形態の方法はステップ156に進む。しかしながら、測定継続時間Tmeasが予測継続時間Texpよりも短いならば、これはエンジン始動性能が予測されるエンジン始動性能よりも良好であることを示し、そして本実施形態の方法はステップ157に進む。
【００５６】
ステップ156において、電圧オフセットVoffsetが、10mV程度である所定量Vstepだけ増加するように調整され得る。或いは、ステップ157において、電圧オフセットVoffsetが、ステップ156にて使用されているのと同量である、或いは、異なった量である所定量Vstepだけ低下するように調整され得る。
【００５７】
ステップ156又はステップ157の何れかの後に、本実施形態の方法は、ステップ180に進み、そこにおいて、新たな(すなわち更新された)電圧オフセットVoffsetがメモリ装置に記憶される。本実施形態の方法は、その後ステップ190に進み、そこにおいて、新たに更新された電圧オフセットVoffsetが、次回に算出ステップ140にて使用されるために読み取られ、そして、次回に充電電圧Vchargeを算出するステップ200において使用されるためにも読み取られる。ステップ200においては、以下式(1)を利用して、インバータ10によって使用される充電電圧Vchargeが算出される。
Vcharge=Vnom+Voffset  (1)
但し、Vnomは、新品時のスーパーキャパシター・パックの公称充電電圧であって、Voffsetはステップ120乃至ステップ157における方法によって判定されるような修正因子である。その後、スーパーキャパシター・パック12は、算出された充電電圧Vchargeにて、インバータ10によって充電される。
【００５８】
従って、エンジン始動の測定継続時間が、測定された電圧から予測される予測継続時間よりも長いならば、スーパーキャパシター・パック12が充電されるときにインバータ10によって使用される充電電圧Vchargeは所定量Vstepだけ増加されることになる。スーパーキャパシター・パック12が初めて使用されるときに、電圧オフセットVoffsetは、最初の繰返しルーチンの間、ゼロにプリセット(事前設定)され得る。
【００５９】
この取組みの利点の一つは、スーパーキャパシター・パック12と一体化スタータ・ジェネレータ6との間の電力接続の一つ、又は、インバータ10の伝送効率に劣化が生じているならば、これらは変数(電圧オフセット)Voffsetによって自動的に補償されることにある。
【００６０】
ここで図2を参照すると、図1及び図3を参照して上述されたものと殆どの点で同一であって、唯一の大きな違いはスーパーキャパシター・パック12が温度に関して変動可能な、換言すれば温度依存性のスーパーキャパシターを利用する点にある、マイクロ・ハイブリッド自動車2が示されている。
【００６１】
図15は、温度依存性のスーパーキャパシターに関する、16ボルト、20ボルト、及び24ボルトの初期端子電圧での、25℃と-25℃との間における温度の影響を示す（図4と同様に、初期電圧24Vのスーパーキャパシターが25℃のときのエンジン始動時間に対する増加率を表す）。温度が低下するときに、エンジンの始動の継続時間が長くなることが分かる。
【００６２】
これら温度の影響を克服するために、図2に示されるマイクロ・ハイブリッド自動車2は、温度センサ・ライン23によってスーパーキャパシター制御器20に連結される、スーパーキャパシター・パック12に埋め込まれた温度センサ、或いは、例えばスーパーキャパシターの温度モデルのようなスーパーキャパシターの温度情報を取得する他の何らかの手段を含む。
【００６３】
本代替実施形態のシステムの動作は上述された実施形態と同様であるが、クランキングの予測継続時間を算出することが必要とされる場合には、電位差V(すなわちVISG-Voffset)は、電圧と温度の両方に対するクランキングの継続時間を参照する二次元の参照テーブルを使用して判定される必要がある。それ以外の全ての点で、充電電圧Vchargeを調整するスーパーキャパシター制御器20によって使用されるシステム及び方法は、上述された実施形態と同一である。
【００６４】
本発明を、共にクランキングの継続時間を使用する二つの実施形態を参照して説明してきたが、以下テーブル１にて要約されるような、スーパーキャパシターの劣化又は経年変化を補償する他の方法が使用可能であることが理解されるであろう。
【００６５】
【表１】
0005415034.tif 000002
【００６６】
＜最大電圧降下を使用する方法＞
スーパーキャパシターの抵抗(図10参照)、又は、インバータ10の直流側の抵抗(図11参照。この場合にはRcableはコネクターの抵抗だけでなく直流ケーブルの抵抗を含む)は、クランキング中の電圧降下によって推定され得る。この電圧降下は、(図10に関連して)スーパーキャパシターの端子、或いは、(図11に関連して)インバータの(直流側の)端子において測定され得る。抵抗Rdcは以下式(2)を用いて算出される。
Rdc = Ud / (U0-Ud) * Rac  (2)
但し、Udは図5に示されるようなクランキング開始時の電圧降下であって、U0は図5に示されるようなスーパーキャパシター・パックの初期電圧であって、Racはインバータの交流側の抵抗(一体化スタータ・ジェネレータ6の抵抗、三相交流ケーブル7の抵抗、何らかのコネクター及びインバータ10の抵抗、そして、図10の場合には直流ケーブルの抵抗を含む)である。Rdcが、(図11に従う)ケーブル及びコネクターの抵抗Rcableを含むならば、(図10に従う)スーパーキャパシターの電圧RscapはRdc-Rcableによって規定される。
【００６７】
Rdcの変化は、制御器20によって、スーパーキャパシター・パック12を充電すべく、インバータ10によってスーパーキャパシター・パック12に供給される電圧を調整するように使用され、それによってスーパーキャパシター・パック12の経年変化の影響を補償し得る。換言すれば、図3にて示されているものと同様の方法が使用され得る。そうであるので、ステップ110は「記憶された抵抗R_storedを読み出す」によって置き換えられ、ステップ140及びステップ150は「スーパーキャパシターの抵抗Rdcを算出する」によって置き換えられ、ステップ155は「Rdc>R_stored」によって置き換えられ、ステップ157は「Rstoredを所定量Rstepだけ減少させる」によって置き換えられ、ステップ156は「Rstoredを所定量Rstepだけ増加させる」によって置き換えられ、ステップ180は「更新された抵抗R_storedを記憶する」によって置き換えられ、そしてステップ190は「記憶された抵抗R_storedを読み出す」によって置き換えられる。システム・パラメータは、例えば図12、図13、及び図14に従って、抵抗R_storedに基づいて調整される。R_storedの初期値は、新品部品の予測抵抗値とすべきである。
【００６８】
その一方で、ステップ140における予測抵抗値Rdcは、(例えば図12、図13、又は図14におけるように)システム・パラメータを変更するのに直接的に使用される場合があり、或いは、ロー・パス・フィルター処理された抵抗値Rdcが使用される場合もある。
【００６９】
クランキングの継続時間及びスーパーキャパシターの初期電圧と共に、図13におけるマップが、抵抗値Rdcの増加を測定するのに使用され得ることを言及する必要がある。そうであるので、その抵抗値Rdcは、上述された実施形態と同様のアルゴリズムにて使用され得る。
【００７０】
＜直流ケーブルに沿う電圧降下を使用する方法＞
この方法は、直流ケーブルに沿う電圧降下による、直流ケーブルを流れる直流電流を推定する。エンジンのクランキングに必要とされる高い電流は、測定可能な電圧降下をもたらし得る。本実施形態方法は、一回のみの電圧降下ではなく、複数回の電圧降下の測定記録を評価する。これは、ロバスト性の改善をもたらす。電流Iは、以下式(3)によって算出され得る。
I=(U_PI-Uscap)/Rcable  (3)
但し、U_PIはスーパーキャパシターのインバータ側の電圧であって、Uscapはスーパーキャパシターの検出電圧(又は直流電圧)であって、Rcableはケーブルの抵抗である。
【００７１】
算出された電流Iは、その後、スーパーキャパシターの電圧測定値Uと共に、スーパーキャパシター・パック12の内部抵抗を推定するのに使用され得る。抵抗RはR=U/Iによって簡単に算出される。別の方法は、分流器又はホール・センサによって、直流ケーブルを流れる電流を直接的に測定することである。
【００７２】
上述と同様に、その後、充電電圧は、スーパーキャパシターの経年変化を補償すべく、スーパーキャパシターの推定抵抗の何らかの変更に基づいて、スーパーキャパシター制御器20によって調整され得る。抵抗の推定値は、上述のように使用される場合がある。
【００７３】
＜電圧曲線からの損失を使用する方法＞
図6はスーパーキャパシターの内部損失に相当する領域Aを表す。点線Viscapは、スーパーキャパシター・パック12の内部電圧に相当し、実線Vmeasは、例えばセンサ・ライン22を介して制御器20に供給される電圧のような、ロー・パス・フィルター処理済みの端子電圧の測定値である。Viscapは、例えば「時定数RCの推定を使用する方法」にて後述される方法(下記参照。但し、ViscapはUiに等しい)によって測定され得る。点線と実線の間の電圧の差分(図6における斜線領域)の二乗値が時間積分され、この積分値は、[V2s]又は[JΩ]の単位で測定される損失と内部抵抗の積と等しい。
【００７４】
図7は、スーパーキャパシターの初期電圧、インバータ10の直流側抵抗(内部抵抗)、及び、スーパーキャパシター・パック12の抵抗値の推定が得られる時間領域にわたる、スーパーキャパシターの内部電圧（Viscap）と、ロー・パス・フィルター処理されたスーパーキャパシターの端子電圧測定値（Vmeas）との間の差の二乗の時間積分の関係を示す。上述のように、スーパーキャパシターの経年変化を補償すべく、充電電圧が、スーパーキャパシターの推定抵抗の何らかの変化に基づいて調整され得る。初期電圧は、長い始動継続時間が低電圧でのクランキング電流の低下を相殺するので、領域Aへの限られた影響しか有さない。抵抗推定値は、上述のように使用される場合がある。
【００７５】
＜時定数RCの推定を使用する方法＞
抵抗(R)及び静電容量(C)は、電流に関する更なる情報がない限り、電圧測定によって推定するのは不可能である。しかしながら、スーパーキャパシター・パックの時定数RC、換言すれば抵抗及び静電容量の積を推定することは可能である。
【００７６】
図8は、エンジン始動中における、スーパーキャパシターの端子電圧及びスーパーキャパシターの内部電圧を示す。
【００７７】
スーパーキャパシターの内部電圧は、以下式(4)の微分方程式によって表され得る。
dU_i/dt=1/R/C*(U_terminal-U_i)  (4)
但し、U_iはスーパーキャパシターの内部電圧又は開放電圧であって、U_terminalはスーパーキャパシターの端子における電圧測定値であって、Rはスーパーキャパシターの内部抵抗であって、そしてCはスーパーキャパシターの静電容量である。
【００７８】
クランキング・イベント(或いは、他の任意の充電イベント又は放電イベント)の開始時及び終了時にスーパーキャパシターの電流がゼロであるならば、初期電圧及び静止電圧が、スーパーキャパシターの内部電圧の境界条件として使用され得る。抵抗と静電容量の積RCは、それに応じて変更され得る。
【００７９】
この方法の利点は、機械的な変更の影響を受けることがないスーパーキャパシター作用の純粋な電気的評価であること、スーパーキャパシターの内部電圧の推定量(これは上述の「電圧曲線からの損失を使用する方法」に使用され得る)を提供し得ること、及び抵抗又は静電容量の更なる推定値と共に使用され得ることである。その一方で、この方法の不利点は、影響が混合されるため、抵抗の増大と静電容量の減少とを区別することができないこと、全使用期間にわたってもわずかの変化しか生じないこと、及び、クランキング・イベントの開始時及び終了時にスーパーキャパシターの電流をゼロとする必要があることにある。
【００８０】
それにも拘わらず、時定数RCは、上述された実施形態と同様に、スーパーキャパシター制御器20によって、スーパーキャパシターの経年変化を補償すべく、RCの何らかの変化に基づいて調整するように使用され得る。例えばRCが増加しているならば、充電電圧もまた、線形的に、又は、参照テーブルに記憶された非線形の関係の幾つかに従って、比例した量だけ増加される。
【００８１】
この取組みは、他の方法のいずれかと組み合わせられる場合がある。他の方法がRの指示値を提供し、この方法がRとCの積を提供するならば、CはC=RC/Rによって算出され得る。他の方法がCの指示値を提供し、この方法がRとCの積を提供するならば、RはR=RC/Cによって算出され得る。
【００８２】
＜経年変化モデルを使用する方法＞
文献「Temperature behavior and impedance fundamentals of supercapacitors(スーパーキャパシターの温度作用及びインピーダンス原理)」Journal of Power Sources154巻(2006年)第550乃至555頁には、スーパーキャパシターの経年変化に関して、以下の二点が記載されている。
1、電池の温度と同様に、電圧レベルが劣化速度を規定する。
2、実際には、静電容量の減少及び抵抗の増大が、アレニウスの法則によって特徴付けられ得る。
【００８３】
それ故、スーパーキャパシターの電圧測定値及び温度測定値が、スーパーキャパシターの劣化を直接的に推定するのに使用され得る。不利点は、スーパーキャパシターの劣化の信頼性のある予測のために、インバータのウェイク・アップ(wake-up)がキー・オフ(key-off)中に必要とされること、及び、スーパーキャパシターの電圧及び温度の継続的な測定が必要とされることである。
【００８４】
それにも拘わらず、そのような経年変化モデルをスーパーキャパシター制御器20にプログラミングすることによって、スーパーキャパシター・パック12の劣化を推定することが可能になる。従って、エンジン・スタータ・システムのシステム・パラメータは、(例えば図12、図13、及び図14による)抵抗及び静電容量の予測値に応じて調整され、それによって、スーパーキャパシター・パック12の経年変化又は劣化が補償され得る。
【００８５】
＜静電容量の推定を使用する方法＞
スーパーキャパシター・パック12の静電容量値は、スーパーキャパシター・パック12の充電又は放電段階にて推定され得る。(DC-DCコンバータ及び/又はインバータを流れる)電流iの時間tにわたる積分、及び、充電又は放電段階前後の各々の電圧V_1及びV_2から、スーパーキャパシターの静電容量Cは以下式(5)を用いて算出され得る。
静電容量C=∫(i*dt)/(V_2-V_1)  (5)
静電容量Cが減少するならば、蓄積エネルギーを維持すべく、スーパーキャパシターの電圧が増大される必要がある(図14参照)。なお、上記式は、V_2-V_1を用いているため、電圧勾配に基づく式と言える。このため、この静電容量Cを使用する判定方法は、換言すれば、電圧勾配及びDC-DCコンバータ/インバータを流れる電流に基づいて、静電容量を推定しているという見方もできる。
【００８６】
図9は、スーパーキャパシターの劣化/経年変化を補償すべく、エンジン・スタータ・システムのシステム・パラメータを調整する、本発明に従う汎用的な方法を示す。スーパーキャパシター・パックの劣化状態を判定するために多数の方法が上述のように説明されているが、この図9の方法は、これらの全ての方法に適応可能なものである。
【００８７】
本実施形態の方法は、キー・オン・イベントであるステップ500にて開始し、その後ステップ510に進み、そこにおいて、スーパーキャパシターの劣化の指示値が、上述された方法の一つを使用して得られる。本実施形態の方法は、その後ステップ520に進み、そこにおいて、この指示値が、算出或いは参照テーブル使用によって、劣化を補償するのに必要とされる電圧の修正値に変換される。その後、ステップ530において、この電圧の修正値は、スーパーキャパシター・パックの能力喪失を補償すべく、スーパーキャパシター・パック12が前回の充電サイクルでの電圧よりもわずかに高い電圧に充電されるように、本実施形態においてはインバータ10からの電圧出力に適用される。充電電圧は、エンジン始動後に毎回増加されるものではなく、能力喪失が所定レベルに到達しているときのみ増加され得ることが理解されるであろう。
【００８８】
従って、要約すると、スーパーキャパシター・パックの劣化状態を判定するために多数の方法が可能であって、そしてそれら全てがスーパーキャパシター・パックの劣化又は経年変化の指示値を提供するのに使用され、そのスーパーキャパシター・パックの劣化又は経年変化は、インバータ10によってスーパーキャパシター・パックが充電される充電電圧を増減することによって補償され得る。
【００８９】
本実施形態は、スーパーキャパシター・パックの劣化が、スーパーキャパシターを充電するのに使用される電圧の形式における、エンジン・スタータ・システムのシステム・パラメータを調整することによって補償される、具現化に向けた例を用いて今まで記述されてきたが、スタータ・システムの他のシステム・パラメータが調整される場合があること、或いは、エンジン・スタータ・システムのシステム・パラメータを調整することが、例えば分流器又はホール・センサによって測定される、スーパーキャパシターの測定電流に基づいて、(例えば測定電流が小さいときにはスーパーキャパシターの充電電圧を大きく修正する等のように)システム・パラメータの少なくとも一つを調整することを備える場合があることが理解されるであろう。
【００９０】
一体化スタータ・ジェネレータを正確に作動させるため、及び、エンジン停止/始動時に最低/最高許容電圧レベルの信頼性のある推定を確かなものとするために、以下の要件の一つ又は複数が満たされる必要がある。
1、一体化スタータ・ジェネレータの実際のローターの励起前にエンジン始動を知らせるためのトリガー信号が必要とされる。
2、エンジン始動開始時のDC-DCコンバータの24ボルト側の直流電流は、(少なくとも大半の再始動時に)付随する電圧降下が測定を妨げないように十分小さいことが必要とされる。
3、DC-DCコンバータは、エンジン始動が開始されるとすぐに、作動不能とされる必要がある。
4、自動的なエンジン再始動は、エンジン摩擦が期待通りとなるようにエンジン温度が十分高いとき、及び、スーパーキャパシター・パックの温度が、前提となる温度非依存性が実現可能となる温度、又は、参照テーブルによる補償が可能となる温度においてのみ行われる。
5、理論的には、クランキング中にベルト滑りが生じないことが必要とされ、そうでなければベルト滑りを伴うエンジン始動は無視され得る(すなわち、上述の実施形態における各種監視及び補償は行われない場合がある)。
6、自動車のクラッチはエンジン始動中に完全に押圧操作される(係合解除される)必要があり、そうでなければエンジン始動は無視され得る(すなわち、上述の実施形態における各種監視及び補償は行われない場合がある)。
【００９１】
本発明は一つ又は複数の実施形態を例示して説明されているものの、開示された実施形態に限定されるものではないこと、及び、本発明の範囲から逸脱することなく、開示された実施形態に対する一つ又は複数の修正、又は、代替実施形態が構成され得ることが、本技術分野の当業者によって理解されるであろう。なお、本実施形態においては、スーパーキャパシターという用語を使用してきたが、これはウルトラキャパシタとも呼ばれ得る、電気二重層キャパシタを指す。
【００９２】
スーパーキャパシターの劣化又は経年変化を補償する方法(例えば上述の表１を参照)が多数説明されてきたが、本実施形態は、それらの方法の何れか一つのみを実施するもののみを含むだけではなく、それらの方法の複数を実施するもの、更には全ての方法を実施するものも含むことが、理解されるであろう。
【００９３】
例えば、本実施形態はここに開示された電圧レベルに限定されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の電圧レベルが使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態の一つに従う、マイクロ・ハイブリッド自動車の概略図である。
【図２】本発明の代替実施形態に従う、マイクロ・ハイブリッド自動車の概略図である。
【図３】本発明に従う方法を示すフロー・チャートである。
【図４】温度非依存性のスーパーキャパシターに関して、異なる初期電圧及び温度に対する、エンジンを始動するのに要する時間の関係を示すグラフである。
【図５】エンジン始動中の放電電流の急速な増加による電圧降下を示すグラフである。
【図６】エンジン始動中の、スーパーキャパシターの開放電圧及びロー・パス・フィルター処理されたスーパーキャパシターの端子電圧を示すグラフである。
【図７】スーパーキャパシターの初期電圧、内部抵抗、及び、スーパーキャパシターの開放電圧及びロー・パス・フィルター処理されたスーパーキャパシターの端子電圧間の差の二乗の時間積分の関係を示すグラフである。
【図８】エンジン始動中の、スーパーキャパシターの端子電圧の測定値、及び、スーパーキャパシターの開放電圧の変化を示すグラフである。
【図９】本発明に従う方法を示すフロー・チャートである。
【図１０】スーパーキャパシターの等価回路である。
【図１１】ケーブル及びコネクターの抵抗を含むスーパーキャパシターの等価回路である。
【図１２】スーパーキャパシターの初期電圧及びスーパーキャパシターの抵抗増加の関数としての、エンジン始動中における突入電流のピークを示すグラフである。
【図１３】スーパーキャパシターの初期電圧及びスーパーキャパシターの抵抗増加の関数としての、エンジン始動において700rpm(回転/分)に到達するまで時間を示すグラフである。
【図１４】スーパーキャパシター・パックの電圧及び静電容量減少の関数としての、スーパーキャパシターからの利用可能なエネルギーを示すグラフである。
【図１５】温度依存性のスーパーキャパシターに関して、異なる初期電圧及び温度に対する、エンジンを始動するのに要する時間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９５】
2、マイクロ・ハイブリッド自動車
4、駆動ベルト
5、エンジン
6、スタータ・ジェネレータ
7、多相ケーブル
8、制御線
10、インバータ
12、スーパーキャパシター・パック
15、DC-DCコンバータ
16、供給線
20、スーパーキャパシター制御器
21、制御ライン
22、電圧センサ・ライン
23、温度センサ・ライン
【図１】
0005415034.tif 000003
【図２】
0005415034.tif 000004
【図３】
0005415034.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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