JP2006191758A - Power generation control unit for vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は車両用発電制御装置に係り、特に、エンジンのクランクシャフトの回転力を受けて駆動される発電機の発電量を制御する車両用発電制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicular power generation control device, and more particularly to a vehicular power generation control device that controls the amount of power generated by a generator driven by the rotational force of a crankshaft of an engine.
車両には、各種の電装品が搭載され、エンジン自体も点火系、燃料系等の各部品で電力を消費している。このため、エンジンには、電源としての蓄電池(鉛バッテリ)を充電するために、エンジンのクランクシャフトの回転力を利用して発電する発電機であるオルタネータを備えている。 Various electric components are mounted on the vehicle, and the engine itself consumes electric power by each component such as an ignition system and a fuel system. For this reason, in order to charge the storage battery (lead battery) as a power supply, the engine is equipped with the alternator which is a generator which generates electric power using the rotational force of the crankshaft of the engine.
このようなオルタネータを搭載した車両の車両用発電制御装置には、図5に示すものがある。図5において、202は図示しない車両の車両用発電制御装置、204は車両に搭載されたエンジンにより駆動されて発電するオルタネータ、206は充放電可能な電源である蓄電池、208はオルタネータ204と蓄電池206との少なくとも一つからエネルギを供給される電気負荷、210は制御手段である。
An example of a vehicle power generation control device for a vehicle equipped with such an alternator is shown in FIG. In FIG. 5, 202 is a vehicle power generation control device for a vehicle (not shown), 204 is an alternator driven by an engine mounted on the vehicle to generate electric power, 206 is a storage battery as a chargeable / dischargeable power source, and 208 is an
オルタネータ204は、発電部212と整流器214と電圧レギュレータ216とから構成される。発電部212は、ステータコイル218及びフィールドコイル220を有し、三相交流を発生する。整流器214は、ステータコイル218が接続された複数のダイオード222を有し、三相交流を整流する。電圧レギュレータ216は、出力端子であるB端子224と入力端子であるIG端子226とE端子228とF端子230とC端子232とを有し、フィールドコイル220の界磁電流を制御する。
The
電圧レギュレータ216は、B端子224に蓄電池206のプラス側と電気負荷208とを接続し、IG端子226にイグニションスイッチ234を介して蓄電池206のプラス側と電気負荷208とを接続し、B端子224とE端子228とに三相交流を発生するためのステータコイル218と整流器214とを接続し、B端子224とF端子230とに所定の励磁電流によって磁場を形成するフィールドコイル220を接続し、C端子232に制御手段210を接続している。制御手段10には、入力端子であるIG端子226を接続している。
The
車両用発電制御装置202は、電圧レギュレータ216のIG端子226に作用する蓄電池206の電圧を監視し、内部の基準電圧(例えば14.5V)とIG端子226に作用する蓄電池206の電圧とを比較する。
The vehicle power
電圧レギュレータ216は、IG端子226に作用する蓄電池206の電圧が基準電圧よりも低い場合は界磁電流をフィールドコイル220へ流して発電を行い、発電により出力端子であるB端子224の出力電圧が上昇し、電気負荷208や蓄電池206へ電気を供給する。逆に、電圧レギュレータ216は、蓄電池206が充電されて蓄電池206の電圧が上昇し、IG端子226に作用する蓄電池206の電圧が基準電圧よりも高くなると、界磁電流をフィールドコイル220へ流すのを止めて、発電を停止させる。
When the voltage of the
また、車両用発電制御装置202は、電圧レギュレータ216のC端子232に制御手段212から送られたON/OFF信号によって、内部の基準電圧を、蓄電池206の開放電圧よりも高い電圧(例えば14.5V)と開放電圧よりも低い電圧(例えば12.5V)とに切り替える。電圧レギュレータ216は、C端子232に作用するON/OFF信号を切り替えることにより、内部の基準電圧を蓄電池206の開放電圧よりも低い電圧に設定してオルタネータ204の発電量を減らし、エンジンヘの負荷を減らして燃費を向上させる。
Further, the vehicle power
このように、従来の車両用発電制御装置には、電圧レギュレータのC端子の信号を切り替えることにより、内部の基準電圧を蓄電池の開放電圧よりも低い電圧に設定してオルタネータの発電量を減らし、エンジンヘの負荷を減らして燃費を向上させる技術が提案されている。
しかし、これら特許文献に開示される技術は、内部の基準電圧を蓄電池の開放電圧よりも低い電圧にすると、蓄電池の電圧が内部の基準電圧まで下がる間や、C端子にて設定されている間は、蓄電池から車両の電気負荷へ放電することとなり、蓄電池からの放電が多くなり、蓄電池の寿命を短くしてしまうという問題点があった。 However, in the techniques disclosed in these patent documents, when the internal reference voltage is set to a voltage lower than the open-circuit voltage of the storage battery, while the voltage of the storage battery falls to the internal reference voltage or while being set at the C terminal Is discharged from the storage battery to the electric load of the vehicle, and there is a problem that the discharge from the storage battery increases and the life of the storage battery is shortened.
また、上記の電圧レギュレータの内部の基準電圧を下げるという方法以外にも、エンジンヘの負荷を減らして燃費を向上させる車両用発電制御装置には、電圧レギュレータの内部の基準電圧をエンジンの運転状況によって下げ、エンジンの燃費を向上する方法や、オルタネータの発電負荷を測定して電圧レギュレータの内部の基準電圧を制御し、エンジンの燃費を向上する方法や、電圧レギュレータの内部の基準電圧を実際の蓄電池の電圧よりも高くして蓄電池により多く充電し、逆に電圧レギュレータの内部の基準電圧を蓄電池の電圧よりも低くして蓄電池からより多く電力を供給させて、オルタネータの仕事量を減らしてエンジンの燃費を向上する方法や、発電機に常時接続される第1の電源と発電機に任意に接続可能な第2の電源とを備え、車両の減速時に発電機と第2の電源とを接続して、減速エネルギを回収させ、また、第1の電源の電力を温存させて発電機の動作によるエンジン負荷を軽減して燃費を低減する方法が、提案されている。
しかし、前記特許文献に開示される何れの方法も、電圧レギュレータの内部の基準電圧を下げると蓄電池から放電する電力が多くなり、エンジンの燃費は向上するが蓄電池の寿命が短くなるという問題点があった。また、電圧レギュレータの内部の基準電圧をあげて蓄電池の許容以上に充電すると、蓄電池から放電できる電力は多くなるが、許容以上に充電することにより、やはり蓄電池の寿命が短くなるという問題点があった。 However, any of the methods disclosed in the above-mentioned patent documents has a problem that when the reference voltage inside the voltage regulator is lowered, the electric power discharged from the storage battery increases, and the fuel consumption of the engine is improved, but the life of the storage battery is shortened. there were. In addition, if the reference voltage inside the voltage regulator is increased and the battery is charged beyond the allowable level, the power that can be discharged from the storage battery increases. However, if the battery is charged beyond the allowable level, the life of the storage battery is shortened. It was.
この発明は、車両にエンジンとこのエンジンによって駆動される発電機とを搭載して設け、この発電機の発電状態を制御する車両用発電制御装置において、前記車両の情報を検出する車両情報検出手段を設け、蓄電池とキャパシタとを前記発電機の出力端子に対して電気負荷と並列に接続し、前記蓄電池の開放電圧より高い値を備えた第一の基準電圧と、前記蓄電池の開放電圧より低い値を備えた第二の基準電圧とを少なくとも備えた前記発電機の発電電圧調整手段を設け、前記発電機の出力端子と前記蓄電池との間に第一のダイオードと第一のリレーとからなる第一の並列回路を接続し、前記発電機の出力端子と前記キャパシタとの間に第二のダイオードと第二のリレーとからなる第の二並列回路を接続し、前記第一のダイオードは、前記蓄電池から前記電気負荷へ電力を供給可能に接続し、前記第一のリレーは、接点が接続状態において前記発電機の出力を前記蓄電池に充電可能に接続し、前記第二のダイオードは、前記キャパシタから前記電気負荷へ電力を供給可能に接続し、前記第二のリレーは、接点が接続状態において前記発電機の出力を前記キャパシタに充電可能に接続し、前記車両の情報に基づいて前記発電電圧調整手段の第一・第二の基準電圧と前記第一のリレーの接続・非接続状態と前記第二のリレーの接続・非接続状態とを設定する制御手段を設けたことを特徴とする。 The present invention provides a vehicle information detection means for detecting information on the vehicle in a vehicle power generation control device that is provided with a vehicle mounted with an engine and a generator driven by the engine, and controls the power generation state of the generator. A storage battery and a capacitor connected in parallel with the electrical load with respect to the output terminal of the generator, a first reference voltage having a value higher than the open voltage of the storage battery, and lower than the open voltage of the storage battery A power generation voltage adjusting means for the generator having at least a second reference voltage having a value, and comprising a first diode and a first relay between the output terminal of the generator and the storage battery Connect a first parallel circuit, connect a second two parallel circuit consisting of a second diode and a second relay between the output terminal of the generator and the capacitor, the first diode, Said The battery is connected so that power can be supplied from the battery to the electric load, the first relay is connected to the storage battery so that the output of the generator can be charged when the contact is connected, and the second diode is connected to the capacitor The second relay is configured to connect the output of the generator to the capacitor so that the capacitor can be charged when the contact is in a connected state, and the generated voltage based on the vehicle information. Control means for setting the first and second reference voltages of the adjusting means, the connection / disconnection state of the first relay, and the connection / disconnection state of the second relay are provided.
この発明の車両用発電制御装置は、車両の情報に基づいて、発電電圧調整手段の第一・第二の基準電圧と第一のリレーの接続・非接続状態と第二のリレーの接続・非接続状態とを設定することにより、車両の運転状態に応じて発電機の発電した電流を蓄電池とキャパシタとに切り替えて適切に充電することができ、また、蓄電池とキャパシタとの電気を適切に切り替えて電気負荷に供給することができ、燃料消費量を増やすことなく、蓄電池の寿命を延ばすことができる。 According to the vehicle power generation control device of the present invention, the first and second reference voltages of the power generation voltage adjusting means, the connection / disconnection state of the first relay, and the connection / non-connection of the second relay based on the vehicle information. By setting the connection state, the current generated by the generator can be switched appropriately between the storage battery and the capacitor according to the driving state of the vehicle, and the electricity between the storage battery and the capacitor can be switched appropriately. Therefore, the life of the storage battery can be extended without increasing the fuel consumption.
この発明の車両用発電制御装置は、燃料消費量を増やすことなく、蓄電池の寿命を延ばす目的を、発電電圧調整手段の第一・第二の基準電圧と第一のリレーの接続・非接続状態と第二のリレーの接続・非接続状態とを設定することにより、車両の運転状態に応じて、蓄電池とキャパシタとに切り替えて適切に充電し、また、蓄電池とキャパシタとの電気を適切に切り替えて電気負荷に供給することにより実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。
The vehicle power generation control device according to the present invention has the purpose of extending the life of the storage battery without increasing the fuel consumption, and the connection / disconnection state of the first and second reference voltages of the power generation voltage adjusting means and the first relay. By setting the connection / disconnection state of the second relay and the second relay, the storage battery and the capacitor are appropriately switched according to the driving state of the vehicle, and the electricity between the storage battery and the capacitor is appropriately switched. This is realized by supplying the electric load.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図3は、この発明の実施例を示すものである。図1において、2は車両(図示しない)に搭載された車両用発電制御装置である。この車両用発電制御装置2は、車両に搭載されたエンジンのクランクシャフト(図示せず)の回転力によって駆動されて発電する発電機であるオルタネータ4と、充放電可能な第一の電源である蓄電池(鉛バッテリ)6と、充放電可能な第二の電源であるキャパシタ8と、オルタネータ4と蓄電池6とキャパシタ8との少なくとも一つからエネルギを供給される電気負荷10(例えばライトやコントローラ等)と、制御手段12とを備え、オルタネータ4の発電状態を制御する。
1 to 3 show an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 2 is a vehicle power generation control device mounted on a vehicle (not shown). The vehicle power
オルタネータ4は、発電部14と整流器16と電圧レギュレータ18とから構成される。発電部14は、ステータコイル20及びフィールドコイル22を有し、フィールドコイル22に供給される界磁電流によりステータコイル20に三相交流を発生させる。整流器16は、ステータコイル20が接続された複数の並列なダイオード24を有し、三相交流を整流する。電圧レギュレータ18は、出力端子であるB端子26と入力端子であるIG端子28とE端子30とF端子32とC端子34とを有し、フィールドコイル22に供給される界磁電流を制御する。
The alternator 4 includes a
電圧レギュレータ18は、B端子26に蓄電池6のプラス側とキャパシタ8のプラス側と電気負荷10とを並列に接続し、IG端子28にイグニションスイッチ36を介して蓄電池6のプラス側とキャパシタ8のプラス側と電気負荷10とを並列に接続している。これにより、オルタネータ4は、蓄電池6とキャパシタ8とをB端子26に対して電気負荷10と並列に接続している。
The
また、電圧レギュレータ18は、B端子26とE端子30とに三相交流を発生するためのステータコイル20と整流器16とを接続し、B端子26とF端子32とに所定の励磁電流によって磁場を形成するフィールドコイル22を接続し、C端子34に制御手段12を接続している。制御手段12には、入力端子であるIG端子28を接続している。
The
この電圧レギュレータ18には、オルタネータ4の発電電圧を調整する発電電圧調整手段38を設けている。発電電圧調整手段38は、蓄電池6の開放電圧より高い値を備えた第一の基準電圧と、蓄電池6の開放電圧より低い値を備えた第二の基準電圧とを少なくとも備えている。発電電圧調整手段38は、内部の基準電圧を第一の基準電圧と第二の基準電圧とに変更することにより、オルタネータ4の発電電圧を調整する。
The
オルタネータ4は、蓄電池6のプラス側と電圧レギュレータ18のB端子26及びIG端子28との間に、第一の並列回路40を接続している。第一の並列回路40は、第一のダイオード42と第一のリレー44とからなる。第一のダイオード42は、蓄電池6から電気負荷10へ電力を供給可能に直列に複数個(2個)接続している。なお、第一のダイオード42は、1個でも、また、2個以上でもよい。第一のリレー44は、接続・非接続用の接点44aと作動用のコイル44bとからなり、接点44aを第一のダイオード42に並列に接続するとともにコイル44bを制御手段12に接続し、制御手段12によりコイル44bが動作されて接点44aが接続状態においてオルタネータ4のB端子26からの出力を蓄電池6に充電可能に接続している。
The alternator 4 connects a first
また、オルタネータ4は、キャパシタ8のプラス側と電圧レギュレータ18のB端子26及びIG端子28との間に、第二の並列回路46を接続している。第二の並列回路46は、第二のダイオード48と第二のリレー50とからなる。第二のダイオード48は、キャパシタ8から電気負荷10へ電力を供給可能に接続している。なお、第二のダイオード48は、1個でも、また、2個以上でもよい。第二のリレー50は、接続・非接続用の接点50aと作動用のコイル50bとからなり、接点50aを第二のダイオード48に並列に接続するとともにコイル50bを制御手段12に接続し、制御手段12によりコイル50bが動作されて接点50aが接続状態においてオルタネータ4のB端子26からの出力をキャパシタ8に充電可能に接続している。
In the alternator 4, a second
前記制御手段12には、車両の情報を検出する車両情報検出手段52を接続している。車両情報検出手段52は、車両に搭載したエンジン(図示せず)のスロットルバルブがアイドル開度であることを検出するアイドルスイッチ54、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ56、車両の速度を検出する車速センサ58等からなり、車両の減速状態や非減速状態を検出する。
The control means 12 is connected to vehicle information detection means 52 for detecting vehicle information. The vehicle information detection means 52 includes an
制御手段12は、車両情報入力手段52のアイドルスイッチ54、エンジン回転数センサ56、車速センサ58から入力する車両の情報に基づいて、発電電圧調整手段38の第一・第二の基準電圧と第一のリレー44の接続・非接続状態と第二のリレー50の接続・非接続状態とを設定する。
Based on the vehicle information input from the
即ち、制御手段12は、車両の減速時において、発電電圧調整手段38により基準電圧を第一の基準電圧に設定し、第一のリレー44の接点44aを非接続状態に設定し、第二のリレー50の接点50aを接続状態に設定する。
That is, when the vehicle is decelerating, the control means 12 sets the reference voltage to the first reference voltage by the generated voltage adjustment means 38, sets the
また、制御手段12は、車両の減速時以外のエンジン運転時において、発電電圧調整手段38により基準電圧を第二の基準電圧に設定し、第一のリレー44の接点44aを非接続状態に設定し、第二のリレー50の接点50aを接続状態に設定する。
Further, the control means 12 sets the reference voltage to the second reference voltage by the generated voltage adjusting means 38 and sets the
さらに、制御手段12は、エンジンの停止時において、発電電圧調整手段38により基準電圧を第一の基準電圧に設定し、第一のリレー44の接点44aを接続状態に設定し、第二のリレー50の接点50aを非接続状態に設定する。
Further, when the engine is stopped, the control means 12 sets the reference voltage to the first reference voltage by the generated voltage adjustment means 38, sets the
次に、この実施例の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
車両用発電制御装置2は、電圧レギュレータ18の入力端子であるIG端子28に作用する蓄電池6及び/又はキャパシタ8の電圧を監視し、内部の基準電圧とIG端子28に作用する電圧とを比較する。電圧レギュレータ18は、IG端子28に作用する電圧が基準電圧よりも低い場合は界磁電流をフィールドコイル22へ流して発電を行い、逆に、IG端子28に作用する電圧が基準電圧よりも高い場合は界磁電流をフィールドコイル20へ流すのを止めて、発電を停止させる。
The vehicle power
この車両用発電制御装置2は、制御手段12によって、車両情報入力手段52から入力する車両の情報に基づき、電圧レギュレータ18のC端子34にON/OFF信号を作用させて発電電圧調整手段38により内部の基準電圧を第一・第二の基準電圧に設定し、また、第一のリレー44のコイル44bにON/OFF信号を作用させて接点44aを接続・非接続状態に設定し、さらに、第二のリレー50のコイル50bにON/OFF信号を作用させて接点50aを接続・非接続状態に設定し、オルタネータ4の発電量を増減するように制御する。
In the vehicle power
車両用発電制御装置2は、制御手段12によって、図1に示す如く、イグニションスイッチ36をONすると、プログラムがスタートして(102)、制御ルーチンが例えば10msec毎に動作する。
When the
車両用発電制御装置2は、まず、エンジン始動後であるかエンジン停止中であるかを判断する(104)。エンジン始動後であるかエンジン停止中であるかは、例えば車両の情報であるエンジン回転数が500rpm以上であるか等により判断する。
First, the vehicle power
この判断(104)がNOで、エンジン停止中の場合は、第一の電源である蓄電池6の第1のリレー44を接続状態に設定し、第二の電源であるキャパシタ8の第2のリレー50を非接続状態に設定し、C端子34にOFF信号を作用させて発電電圧調整手段38により内部の基準電圧を高電圧側の第一の基準電圧(例えば、14.7V)に設定し(106)、判断(104)に戻る。
When this determination (104) is NO and the engine is stopped, the
これにより、車両用発電制御装置2は、蓄電池6から車両の電気負荷10へ電気を供給することができる。
Thereby, the vehicle power
前記判断(104)において、エンジン始動後である場合は、車両が減速状態である否かを判断する(108)。車両の減速状態は、例えば車両の情報であるスロットルバルブのアイドルスイッチ54がON、かつ、車両の速度が10km/h以上であるか等により判断をする。
In the determination (104), if it is after the engine is started, it is determined whether or not the vehicle is decelerating (108). The deceleration state of the vehicle is determined, for example, based on whether the throttle valve
この判断(108)がYESで、車両が減速状態である場合は(図3:P1)、蓄電池6の第1のリレー44を非接続状態に設定し、キャパシタ8の第2のリレー50を接続状態に設定し、C端子34にOFF信号を作用させて発電電圧調整手段38により内部の基準電圧を高電圧側の第一の基準電圧(例えば、14.7V)に設定し(110)(図3:P2)、判断(104)に戻る。
If this determination (108) is YES and the vehicle is in a decelerating state (FIG. 3: P1), the
これにより、車両用発電制御装置2は、車両の減速時に、車両の減速エネルギーによって回されるエンジンによりオルタネータ4が回され、このとき、C端子34にOFF信号を作用させて内部の基準電圧を蓄電池6、キャパシタ8の開放電圧よりも高い第一の基準電圧(例えば、14.5V)に設定すると(図3:P2)、オルタネータ4の発電量が多くなり(図3:P3)、第二のリレー50を接続状態にしたキャパシタ8に、オルタネータ4のB端子26から車両の減速エネルギーを利用して効率よく充電することが可能となる(図3:P4)。一方、第一のリレー40を非接続状態にした蓄電池6は、充電されない(図3:P5)。
As a result, when the vehicle is decelerating, the vehicle power
前記判断(108)がNOで、車両が減速状態でない場合は(図3:P6)、蓄電池6の第一のリレー44を非接続状態に設定し、キャパシタ8の第二のリレー50を接続状態に設定し、C端子34にON信号を作用させて発電電圧調整手段38により内部の基準電圧を低電圧側の第2の基準電圧(例えば、12.5V)に設定し(112)(図3:P7)、判断(104)に戻る。
When the determination (108) is NO and the vehicle is not in a decelerating state (FIG. 3: P6), the
これにより、車両用発電制御装置2は、直前まで車両減速状態であり(図3:P1)、内部の第二の基準電圧(例えば、12.5V)(図3:P7)よりキャパシタ8の電圧が高かった場合には、キャパシタ8に貯められた電気によって車両の電気負荷10の要求を賄うことができ、キャパシタ8の電圧が内部の第二の基準電圧(例えば12.5V)よりも高い間は(図3:P8)、オルタネータ4を休ませることができる(図3:P9)。
Thus, the vehicle power
その後、キャパシタ8の電圧が内部の第二の基準電圧(例えば、12.5V)になると(図3:P10)、オルタネータ4は発電を始めて(図3:P11)、車両の電気負荷10への電気の供給と、キャパシタ8への必要に応じての充電を行う。
After that, when the voltage of the capacitor 8 becomes the internal second reference voltage (for example, 12.5 V) (FIG. 3: P10), the alternator 4 starts generating power (FIG. 3: P11) and supplies the
このとき、蓄電池6は、第一のリレー44が非接続状態になっているので、2つの第一のダイオード42によりオルタネータ4のB端子26からは充電をされず、さらに蓄電池6の電圧がオルタネータ4の基準電圧よりも第一のダイオード42の電圧降下分(通常、ダイオード1個につき約0.7V、2個なら1.4V)以上にならないと、蓄電池6からは車両の電気負荷10へは電気を供給しない(図3:P5)。
At this time, since the
例えば、内部の基準電圧が12.5Vとすると、蓄電池6の電圧が13.9V(12.5V+1.4V)以下であるときは、蓄電池6からは電気を放電することが無い(図3:P5)。 For example, when the internal reference voltage is 12.5 V, when the voltage of the storage battery 6 is 13.9 V (12.5 V + 1.4 V) or less, no electricity is discharged from the storage battery 6 (FIG. 3: P5). ).
従来の車両用発電制御装置では、オルタネータのエンジンヘの負荷を減らして、燃費向上のためにオルタネータの内部の基準電圧を下げる(例えば12.5V)と、蓄電池から放電が行われ、オルタネータの負荷が減って燃費を向上することができるが、蓄電池の寿命が短くなる問題があった。 In the conventional vehicle power generation control device, when the load on the engine of the alternator is reduced and the reference voltage inside the alternator is lowered (for example, 12.5 V) in order to improve fuel efficiency, the battery is discharged, and the load on the alternator is reduced. However, there is a problem that the life of the storage battery is shortened.
これに対して、この車両用発電制御装置2は、車両の減速時(図3:P1)にキャパシタ8に貯めた電気(図3:P4)を使い、車両の減速後(図3:P6)にオルタネータ4を休ませることができ(図3:P9)、さらに車両が減速状態で無いとき(図3:P7)に、オルタネータ4の内部の基準電圧を下げて(例えば12.5V)(図4−49)も、蓄電池6からの放電が無いので、蓄電池6の寿命に影響を与えずにオルタネータ4の仕事量を減らすことができ、燃費を向上することができる。なお、第二の電源は、充放電を繰り返しても寿命に影響が無く、充放電の出力密度が高いキャパシタ4以外にも、リチウムイオン電池を用いることができる。
On the other hand, the vehicle power
また、車両の電気負荷10が急増して、オルタネータ4のB端子26の電圧が低下し、キャパシタ8の電圧も低下して、蓄電池6の電圧よりも1.4V以上低い電圧になると、蓄電池6から第一のダイオード42を通り車両の電気負荷10へ電気が供給される。
Further, when the
このように、この車両用発電制御装置2は、第一の電源である蓄電池6と第二の電源であるキャパシタ8とをオルタネータ4のB端子26と車両の電気負荷10とに並列に接続しているので、オルタネータ4の発電した電流を蓄電池6とキャパシタ8ヘのどちらへも切り替えて充電でき、また、蓄電池6からもキャパシタ8からのどちらからでも電気負荷10への電気の供給を切り替えることができる。
Thus, this vehicle power
また、この車両用発電制御装置2は、オルタネータ4は制御手段12からC端子34へのON/OFF信号の制御によって内部の基準電圧を第一・第二の基準電圧の少なくとも2種類以上に切り替え可能であり、切り替えられる内部の基準電圧は高い値の第一の基準電圧が第一の電源である蓄電池6の開放電圧よりも高く、低い値の第二の基準電圧が蓄電池6の開放電圧よりも低い設定であるので、オルタネータ4の内部の基準電圧が切り替えられることにより、車両の減速時には高い第一の基準電圧に設定してキャパシタ8に効率よく充電をして、車両の減速時以外は低い第二の基準電圧に設定することによりキャパシタ8に充電した電気を使いキャパシタ8から車両の電気負荷10へ電気を供給し、オルタネータ4を休止させることができる。
Further, in the vehicle power
さらに、この車両用発電制御装置2は、蓄電池6とオルタネータ4のB端子26と車両の電気負荷10との間に少なくとも1個以上(2個が望ましい)の第一のダイオード42を設けているので、蓄電池6とオルタネータ4、車両の電気負荷10との間に1個以上設けた第一のダイオード42によって、第一のリレー44を非接続状態にしている時に、オルタネータ4の内部の基準電圧を蓄電池6の開放電圧より低い第二の基準電圧に設定しても、蓄電池6から放電することがなく、また、第一のダイオード42と並列に接続をON/OFF制御できる第一のリレー44を設けているので、キャパシタ8に車両の電気負荷10への放電を切り替えることが可能となり、さらに、キャパシタ8やオルタネータ4の出力電圧が下がっても、第一のダイオード42を介して蓄電池6から車両の電気負荷10に電気を供給することができる。
Further, the vehicle power
さらにまた、この車両用発電制御装置2は、キャパシタ8とオルタネータ4のB端子26と車両の電気負荷10との間に少なくとも1個以上(1個が望ましい)の第二のダイオード48が設けられていて、第二のダイオード48と並列に接続をON/OFF制御できる第二のリレー50を設けているので、キャパシタ8とオルタネータ4、車両の電気負荷10との間に1個以上設けた第二のダイオード48によって、第二のリレー50をOFFしている時に、蓄電池6やオルタネータ4の出力が下がっても第二のダイオード48を介してキャパシタ8から電気を供給できる。
Furthermore, in this vehicle power
また、この車両用発電制御装置2は、第二の電源として、充放電を繰り返しても寿命に影響が無く、充放電の出力密度が高い電池であるキャパシタ8を使用しており、第一の電源である蓄電池6の代わりに車両の減速時に効率よくキャパシタ8へ充電することができ、減速後は蓄電池6とオルタネータ4の代わりにキャパシタ8が電気負荷10をまかなうことができ、オルタネータ4の負荷を減らして、車両の燃費を向上することができる。なお、第の二電源は、充放電を繰り返しても寿命に影響が無く、充放電の出力密度が高い電池として、リチウムイオン電池とすることもできる。
In addition, the vehicle power
このように、この車両用発電制御装置2は、車両情報検出手段52を設け、蓄電池6とキャパシタ8とをオルタネータ4の出力端子であるB端子26に対して電気負荷10と並列に接続し、蓄電池6の開放電圧より高い値を備えた第一の基準電圧と蓄電池6の開放電圧より低い値を備えた第二の基準電圧とを少なくとも備えたオルタネータ4の発電電圧調整手段38を設け、オルタネータ4のB端子26と蓄電池6との間に第一のダイオード42と第一のリレー44とからなる第一の並列回路40を接続し、オルタネータ4のB端子26とキャパシタ8との間に第二のダイオード48と第二のリレー50とからなる第二の並列回路46を接続し、第一のダイオード42は、蓄電池6から電気負荷10へ電力を供給可能に接続し、第一のリレー44は、接点が接続状態においてオルタネータ4の出力を蓄電池6に充電可能に接続し、第二のダイオード48は、キャパシタ8から電気負荷10へ電力を供給可能に接続し、第二のリレー50は、接点が接続状態においてオルタネータ4の出力をキャパシタ8に充電可能に接続し、車両の情報に基づいて発電電圧調整手段38の第一・第二の基準電圧と第一のリレー44の接続・非接続状態と第二のリレー50の接続・非接続状態とを設定する制御手段12を設けている。
Thus, the vehicle power
これにより、この車両用発電制御装置2は、車両の情報に基づいて、発電電圧調整手段38の第一・第二の基準電圧と第一のリレー44の接続・非接続状態と第二のリレー50の接続・非接続状態とを設定することにより、車両の運転状態に応じてオルタネータ4の発電した電流を蓄電池6とキャパシタ8とに切り替えて適切に充電することができ、また、蓄電池6とキャパシタ8との電気を適切に切り替えて電気負荷10に供給することができ、燃料消費量を増やすことなく、蓄電池6の寿命を延ばすことができる。
As a result, the vehicle power
即ち、前記制御手段12は、車両の減速時において、発電電圧調整手段38により基準電圧を第一の基準電圧に設定し、第一のリレー44の接点を非接続状態に設定し、第二のリレー50の接点を接続状態に設定することにより、減速エネルギーを利用してキャパシタ8を効率よく充電することができる。
That is, when the vehicle is decelerating, the control means 12 sets the reference voltage to the first reference voltage by the generated voltage adjusting means 38, sets the contact of the
また、前記制御手段12は、車両の減速時以外のエンジン運転時において、発電電圧調整手段38により基準電圧を第二の基準電圧に設定し、第一のリレー4の接点を非接続状態に設定し、第二のリレー50の接点を接続状態に設定することにより、蓄電池6から放電することなく、オルタネータ4の発電量を減らすことができるので、燃料消費量低減と蓄電池6の寿命を延ばすことができる。
Further, the control means 12 sets the reference voltage to the second reference voltage by the power generation voltage adjusting means 38 and sets the contact of the first relay 4 to the disconnected state when the engine is operating other than during deceleration of the vehicle. Then, by setting the contact point of the
さらに、前記制御手段12は、エンジンの停止時において、発電電圧調整手段38により基準電圧を第一の基準電圧に設定し、第一のリレー44の接点を接続状態に設定し、第二のリレー50の接点を非接続状態に設定することにより、エンジン停止中においては、電気負荷10には蓄電池6から電力が供給されるので、エンジンの自動停止始動システム(図示せず)を設けられた車両においても電気負荷10を十分使用することができる。
Further, when the engine is stopped, the control means 12 sets the reference voltage to the first reference voltage by the power generation voltage adjusting means 38, sets the contact point of the
なお、前記第一の並列回路40の第一のダイオード42は、直列に複数個接続し、オルタネータ4の発電電圧と、蓄電池6の電圧との差を明確にしたので、電気負荷量が急増して、オルタネータ4の発電量だけではまかないきれない状態あるときのみ蓄電池6から電気負荷への電力供給が可能である。
The
図6は、この発明の変形例を示すものである。この変形例において、上述の実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。 FIG. 6 shows a modification of the present invention. In this modification, the same reference numerals are given to the portions that perform the same functions as in the above-described embodiment.
この変形例の車両用発電制御装置2は、発電機であるオルタネータ4と第一の電源である蓄電池6との間に接続した第一の並列回路60を直列に複数個接続したFET(電界効果トランジスタ)62とし、オルタネータ4と第二の電源であるキャパシタ8との間に接続した第二の並列回路64をFET(電界効果トランジスタ)66とし、各FET62・66を制御手段12に接続したものである。
The vehicle power
この変形例の車両用発電制御装置2は、第一・第二の並列回路60・64にFET62・66を用いたことにより、FET内部のダイオード効果を利用することができ、実施例の第一・第二のダイオード42・48を無くすことができる。なお、第一・第二の並列回路は、FETに代えて、IGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)を用いることができる。第一・第二の並列回路は、IGBTを用いることにより、IGBT内部のダイオード効果を利用することができ、実施例の第一・第二のダイオード42・48を無くすことができる。
The vehicle power
なお、この発明は、上述の実施例に限定されず、種々応用改変が可能であることは勿論である。 Of course, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various application modifications are possible.
例えば、車両用発電制御装置2は、車両の減速時において、発電電圧調整手段38により基準電圧を蓄電池6の開放電圧より高い値の第一の基準電圧に設定したが、この第一の基準電圧を車両の減速状態に応じて複数の異なる値に設定し、車両の減速時において、減速状態に応じて異なる値の第一の基準電圧に設定することにより、減速エネルギーをより適切に利用してキャパシタ8を効率よく充電することができる。
For example, the vehicle power
この発明の車両用発電制御装置は、車両の運転状態に応じて、蓄電池とキャパシタとに切り替えて適切に充電し、また、蓄電池とキャパシタとの電気を適切に切り替えて電気負荷に供給することにより、燃料消費量を増やすことなく、蓄電池の寿命を延ばすものであり、エンジンを搭載した車両だけでなく、エンジンと走行用モータとを搭載したハイブリッド車両や、走行用モータを搭載した電動車両等の制御にも適用することができる。 According to the vehicle power generation control device of the present invention, the storage battery and the capacitor are appropriately switched according to the driving state of the vehicle, and the electricity between the storage battery and the capacitor is appropriately switched and supplied to the electric load. It extends the life of the storage battery without increasing the fuel consumption, not only for vehicles equipped with engines but also for hybrid vehicles equipped with engines and traction motors, and electric vehicles equipped with traction motors, etc. It can also be applied to control.
2 車両用発電制御装置
4 オルタネータ
6 蓄電池
8 キャパシタ
10 電気負荷
12 制御手段
14 発電部
16 整流器
18 電圧レギュレータ
20 ステータコイル
22 フィールドコイル
24 ダイオード
26 B端子
28 IG端子
30 E端子
32 F端子
34 C端子
36 イグニションスイッチ
38 発電電圧調整手段
40 第一の並列回路
42 第一のダイオード
44 第一のリレー
46 第二の並列回路
48 第二のダイオード
50 第二のリレー
52 車両情報検出手段
54 アイドルスイッチ
56 エンジン回転数センサ
58 車速センサ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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JP2005002079A JP2006191758A (en) | 2005-01-07 | 2005-01-07 | Power generation control unit for vehicles |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009171677A (en) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Yuang-Cheng Chung | Energy saving generator set |
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-
2005
- 2005-01-07 JP JP2005002079A patent/JP2006191758A/en active Pending
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