JP2006123847A - Vehicle power supply management system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の電源を管理する車両電源管理装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply management device that manages a power supply of a vehicle.
車両に搭載された電装品等へ供給される電源は、エンジンの回転によりオルタネータ(発電機)を駆動して得られている。また、車両の減速時には、駆動輪の惰性回転によりオルタネータを駆動して発電し、電装品に電源を供給するとともに、余剰の電気量をバッテリに回収する、回生発電が行われている。回生発電を利用することで、燃料消費量を抑え、エネルギー効率を改善している。 The power supplied to the electrical components and the like mounted on the vehicle is obtained by driving an alternator (generator) by the rotation of the engine. Further, when the vehicle is decelerated, regenerative power generation is performed in which the alternator is driven by inertial rotation of the drive wheels to generate electric power, power is supplied to the electrical components, and surplus electricity is collected in a battery. By using regenerative power generation, fuel consumption is reduced and energy efficiency is improved.
従来の車両電源管理装置は、車両の運行状況に応じて回生発電を行う等、車両の電源の管理を行っている。 A conventional vehicle power management device manages the power supply of the vehicle, such as performing regenerative power generation according to the operation status of the vehicle.
しかしながら、従来の車両電源管理装置では、回生発電によってどの程度燃料消費量が抑制されたのか、すなわちどの程度省燃費効果があったのかドライバーは認識できないという問題があった。 However, the conventional vehicle power management device has a problem that the driver cannot recognize how much fuel consumption is suppressed by regenerative power generation, that is, how much fuel saving effect is achieved.
そこで、本発明の解決すべき課題は、回生発電による省燃費効果をドライバーが認識できる車両電源管理装置を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a vehicle power supply management device that allows the driver to recognize the fuel saving effect by regenerative power generation.
上記の課題を解決するため、請求項1の発明では、車両の減速時に、オルタネータによって発電された電気量の一部をバッテリに回生する車両電源管理装置であって、前記バッテリに回生された電気量を算出し、その電気量を所定の回転数のエンジンで前記オルタネータを駆動して得るために必要とされる燃料消費量を算出し、その燃料消費量を所望の時刻から累積して出力する処理部と、前記処理部の出力を表示する表示部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, according to the first aspect of the present invention, there is provided a vehicle power management device that regenerates a part of the amount of electricity generated by the alternator to the battery when the vehicle decelerates, and the electricity regenerated by the battery. The amount of electricity is calculated, the amount of electricity consumed to obtain the amount of electricity by driving the alternator with an engine of a predetermined rotational speed is calculated, and the amount of fuel consumed is accumulated from a desired time and output. It is characterized by comprising a processing unit and a display unit for displaying the output of the processing unit.
請求項1に記載の発明によれば、バッテリーに回生された電気量をエンジンによって発電する場合に必要な燃料消費量を累積して表示することができる。その結果、所望の時刻から回生発電によって、どの程度燃料消費量が抑えられたのかドライバーが認識することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to accumulate and display the amount of fuel consumption required when the amount of electricity regenerated in the battery is generated by the engine. As a result, the driver can recognize how much fuel consumption has been suppressed by regenerative power generation from a desired time.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る車両電源管理装置のブロック図である。この車両電源管理装置は、図1に示すように、電流センサ1、電圧センサ3、処理部5、記憶部7及び表示部9を備えて構成されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram of a vehicle power management device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the vehicle power management device includes a
電流センサ1は、バッテリ11の入出力電流を検出する。電圧センサ3は、バッテリ11の端子電圧を検出する。処理部5は、CPU等を備えて構成され、省燃費効果の算出、及びバッテリ11の管理のために各種の情報処理動作(制御動作も含む)を行う(詳細は後述)。記憶部7は、メモリ等により構成され、処理部5が行う各種の情報処理動作に必要な情報等が記憶されている。表示部9は、処理部5の出力を表示するためのものである。
The
図2は、表示部9に表示される表示画面の一例を示す図である。表示部9は、複数の表示画面を備えており、切り替えボタン94により、各表示画面を切り替えられるように構成されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a display screen displayed on the display unit 9. The display unit 9 includes a plurality of display screens, and is configured such that each display screen can be switched by a
図2に示す表示画面は、車両の運行状態に応じて、現在どのようにバッテリ11が充電されているかを示しており、タイトル表示部93には「充電システム状態」と表示されている。
The display screen shown in FIG. 2 shows how the
また、表示画面には、回生発電により累積的に実現された省燃費効果を表示する累積省燃費効果表示部91、電源の供給経路を示す電源供給経路表示部95が表示されている。
The display screen also displays a cumulative fuel saving
さらに、表示画面には、加速状態、巡航状態、減速状態、及び停止状態等、車両の運行状態を示す運行状態表示部92が表示されている。
Further, an operation
累積省燃費効果表示部91は、所定の回転数でエンジン15を回転してオルタネータ13で発電した場合に、回生発電によってバッテリ11に回収された電気量を得るのに必要とされる燃料消費量を、所望の計測開始時刻から累積して表示する。図2の表示例では、累積省燃費量効果が18リットルの場合を表示している。
The cumulative fuel saving
電源供給経路表示部95は、駆動輪、エンジン、発電機(オルタネータ)、バッテリー、及び電装品をそれぞれ示すブロックが表示されている。各ブロックは、電源の供給経路を示す矢印により結ばれている。
The power supply
図2の表示例では、車両が減速状態での電源供給経路を表示している。車両の減速時には、駆動輪の惰性回転により発電機が駆動される。そのため、エンジンから発電機(オルタネータ)に向かう矢印は消灯し、駆動輪から発電機(オルタネータ)に向かう矢印が点灯している。そして、発電機(オルタネータ)から供給される電源は、一部は電装品に供給され、余剰の電源はバッテリーに充電される。そのため、発電機(オルタネータ)から電装品及びバッテリーへ向かう矢印が点灯している。そして、バッテリーから電装品への矢印が点灯している。 In the display example of FIG. 2, the power supply path when the vehicle is decelerating is displayed. When the vehicle decelerates, the generator is driven by inertial rotation of the drive wheels. Therefore, the arrow from the engine to the generator (alternator) is turned off, and the arrow from the drive wheel to the generator (alternator) is lit. A part of the power supplied from the generator (alternator) is supplied to the electrical component, and the surplus power is charged to the battery. Therefore, the arrow from the generator (alternator) to the electrical component and the battery is lit. The arrow from the battery to the electrical component is lit.
ここで、電装品がバッテリーからの電源供給のみで動作し、発電機からの電源供給が無いときには、発電機から電装品に向かう矢印は消灯することになる。 Here, when the electrical component operates only by power supply from the battery and there is no power supply from the generator, the arrow from the generator to the electrical component is turned off.
運転状態表示部14は、車両が加速状態、巡航状態、減速状態、及び停止状態にあることを「加速」、「巡航」、「減速」及び「停止」と表示されたブロックをそれぞれ点灯することによって表示する。図2の例では車両の減速状態を示しており、「減速」ブロックのみが点灯している。 The driving state display unit 14 lights each of the blocks displayed as “acceleration”, “cruising”, “deceleration” and “stop” when the vehicle is in the acceleration state, the cruise state, the deceleration state, and the stop state. To display. The example of FIG. 2 shows the deceleration state of the vehicle, and only the “deceleration” block is lit.
次に処理部5の動作について説明する。処理部5はバッテリ管理及び累積省燃費効果の算出を行う。 Next, the operation of the processing unit 5 will be described. The processing unit 5 performs battery management and calculation of the cumulative fuel saving effect.
処理部5によるバッテリ管理には、バッテリ11の充電管理と劣化判定とが含まれる。充電管理では、バッテリ11の充電残量の状態に応じてオルタネータ13の発電状況(出力電圧等)を制御することにより、バッテリ11の充電残量の管理が行われる。一般的に、エンジン15が始動されるとオルタネータ13によるバッテリ11の充電が開始され、バッテリ11の充電残量が実質的に満充電(例えば、完全な満充電)にされ、その後、各種負荷17による電力消費によってバッテリ11の充電残量が低下した際等にオルタネータ13によるバッテリ11に対する充電が行われるようになっている。
Battery management by the processing unit 5 includes charge management of the
また、処理部5による劣化判定では、エンジン始動後の充電によりバッテリ11が実質的に満充電となった際に、バッテリ11の端子電圧を下又は上に変化させ、その変化させた際の端子電圧の変化量及びバッテリの入出力電流値を電圧センサ3及び電流センサ1を介して検出し、その検出した端子電圧の変化量及び入出力電流値に基づいてバッテリ11の内部抵抗値を導出し、その導出した内部抵抗値に基づいてバッテリ11の劣化度が判定される。
Further, in the deterioration determination by the processing unit 5, when the
この処理部5による劣化判定処理について具体的に説明する。 The deterioration determination process by the processing unit 5 will be specifically described.
図3はバッテリ11の端子電圧、充電電流及び放電電流の時間的推移を模式的に示す波形図である。図3の時刻T1でエンジン15が始動され、オルタネータ13によるバッテリ11の充電が開始されると、充電が進むにつれて、波形G1で示すようにバッテリ11の端子電圧が上昇する。そして、バッテリ11の充電状態が満充電に近づくと、波形G2で示すようにバッテリ11に入力される充電電流が徐々に低下する。
FIG. 3 is a waveform diagram schematically showing temporal transitions of the terminal voltage, charging current and discharging current of the
そして、時刻T2で、バッテリ11が実質的に満充電(例えば、完全な満充電)になったことを検出すると、オルタネータ13による充電を停止し(これによって充電電流はゼロになる)、波形G3で示すにように所定の負荷17(詳細は後述)をオンさせてバッテリ11に強制的に放電させることによりバッテリ11の端子電圧を降下させる。この強制放電の開始前後におけるバッテリ11の端子電圧の降下量dVと、バッテリ11の放電電流値Ioutとが電圧センサ3及び電流センサ1を介して検出され、その電圧降下量dVを放電電流値Ioutで割算することにより、バッテリ11の内部抵抗値が導出され、その内部抵抗値の値に基づいてバッテリ11の劣化度が判定される。例えば、導出した内部抵抗値が所定基準を上回っているか否かによりバッテリ11の劣化の有無が判定される。その判定結果は、表示部9を介して出力される(図示せず)。
At time T2, when it is detected that the
ここで、エンジン15始動後、バッテリ11が実質的に満充電(例えば、完全な満充電)になったことの検出は、例えば、オルタネータ13による充電が行われている際にバッテリ11に入力される充電電流の値が所定の基準電流レベル以下になったことを電流センサ1を介して検出することにより行われる。
Here, after the
また、劣化判定のためにバッテリ11に強制放電を行わせるための負荷17としては、オンされた際の電力消費量が所定レベル以上で、かつオンされたことが車両搭乗者に意識されない電装品であるのが望ましい。具体的には、デフォッガやシートヒータ等が考えられる。
Further, as the
次に省燃費効果の算出方法について具体的に説明する。 Next, a method for calculating the fuel saving effect will be specifically described.
記憶部7には、所定の回転数(例えば2000回転)でエンジンを回転してオルタネータ13を駆動した場合に、単位時間当たりに発生する電気量のデータXが予め格納されている。
The storage unit 7 stores in advance data X of the amount of electricity generated per unit time when the
さらに、単位消費燃料量当たりに、所定の回転数でエンジンを回転できる時間(燃費)を示すデータYが予め格納されている。 Further, data Y indicating the time during which the engine can be rotated at a predetermined number of revolutions (fuel consumption) per unit fuel consumption is stored in advance.
まず、オルタネータ13は、処理部5へ出力電圧等を出力する。処理部5は、回生発電が行われた場合に、オルタネータ13からの出力等に基づいて、バッテリ11に回生された電気量を算出する。ここで、オルタネータ13によって生じた電力の一部は、電装品に供給される。そのため、処理部5は、予め想定された所定の基準電気量(電装品に供給される電気量に対応する。)を回生発電によって生じた電気量から除いて、回生された電気量(バッテリ11に充電される電気量)を算出する。
First, the
処理部5は、回生された電気量が算出されると、データX及びデータYを記憶部7から呼び出す。 When the amount of electricity regenerated is calculated, the processing unit 5 calls the data X and data Y from the storage unit 7.
次に、所定の回転数で回転するエンジンによってオルタネータ13を駆動した場合に、バッテリ11に回生された電気量と同等の電気量を発生させるのに必要な燃料量を演算する。そして、この燃料量を省燃費効果とする。省燃費効果は、回生発電によって得られた電気量によって、消費が抑制された燃料量に対応している。
Next, when the
ここで、省燃費効果は、回生した電気量、及びデータX,Yを用いて式(1)により算出される。 Here, the fuel saving effect is calculated by the equation (1) using the regenerated electric quantity and the data X and Y.
省燃費効果=回生した電気量・1/X・1/Y …式(1)
この省燃費効果を、所望の計測開始時刻から回生発電が生じる毎に累積して表示部9に出力する。表示部9は累積された省燃費効果を累積省燃費効果として表示する。
Fuel saving effect = amount of electricity regenerated · 1 / X · 1 / Y Equation (1)
This fuel saving effect is accumulated and output to the display unit 9 every time regenerative power generation occurs from a desired measurement start time. The display unit 9 displays the accumulated fuel saving effect as the accumulated fuel saving effect.
以上説明した構成を備えているので、本実施の形態に係る車両電源管理装置は、回生発電によってバッテリ11に回収された電気量を、所定の回転数でエンジン15を回転してオルタネータ13により発電した場合に必要とされる燃料量に換算して表示することができる。その結果、ドライバーは、回生発電によってどの程度燃費消費が抑制されたのか認識することができる。
Since the configuration described above is provided, the vehicle power management device according to the present embodiment generates electricity generated by the
1 電流センサ
3 電圧センサ
5 処理部
7 記憶部
9 表示部
10 表示画面
11 バッテリ
12 累積省燃費効果表示部
13 オルタネータ
15 エンジン
17 負荷
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記バッテリに回生された電気量を算出し、その電気量を所定の回転数のエンジンで前記オルタネータを駆動して得るために必要とされる燃料消費量を算出し、その燃料消費量を所望の時刻から累積して出力する処理部と、
前記処理部の出力を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする車両電源管理装置。 A vehicle power management device that regenerates a part of the amount of electricity generated by an alternator to a battery when the vehicle decelerates,
The amount of electricity regenerated in the battery is calculated, the amount of electricity consumed to drive the alternator with an engine having a predetermined rotational speed is calculated, and the amount of fuel consumed is calculated as desired. A processing unit that accumulates and outputs from the time, and
A display unit for displaying the output of the processing unit;
A vehicle power management apparatus comprising:
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2004
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