JP2010013011A - Power supply system for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両用電源システムに関し、より詳しくは、電力負荷の電力消費が大きくなっても主電源系の電圧が低下することがなく、また、回生電力等の電力を十分に蓄積してエネルギーの無駄が生じないようにする車両用電源システムに関する。 The present invention relates to a vehicle power supply system, and more specifically, the main power supply system voltage does not decrease even when the power consumption of the power load increases, and the power such as regenerative power is sufficiently accumulated to save energy. The present invention relates to a vehicle power supply system that prevents waste.
従来、自動車の発電機から発生する電力をバッテリに蓄積し、その蓄積した電力を車両の電力負荷に供給する車両用電源システムが存在する(例えば特許文献1参照)。従来の車両用電源システムは、エンジンの駆動力を受けて発電する発電機と、この発電機が発電した電力を蓄積する第1の蓄電手段とを含む主電源系と、電力負荷が接続され、主電源系から出力された電力を蓄積し電力負荷に電力を供給する第2の蓄電手段を含む複数の副電源系とを備えている。主電源系から出力された電力はコンバータで昇降圧され、その昇降圧された電力が第2の蓄電手段に蓄積される。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a vehicle power supply system that accumulates electric power generated from a generator of an automobile in a battery and supplies the accumulated electric power to a vehicle power load (see, for example, Patent Document 1). A conventional power supply system for a vehicle is connected to a main power supply system including a generator that generates electric power by receiving driving force of an engine, and a first power storage unit that stores electric power generated by the generator, and an electric power load. And a plurality of sub power supply systems including second power storage means for accumulating power output from the main power supply system and supplying power to the power load. The electric power output from the main power supply system is stepped up / down by the converter, and the stepped up / down electric power is stored in the second power storage means.
上記従来の車両用電源システムにおいては、エンジンの駆動力を受けて発電機が発生する電力および車両の制動時に発電機が発生する回生電力が第1の蓄電手段(バッテリ)に蓄積される。電力負荷が起動するとコンバータが作動し、第1の蓄電手段の蓄電量が少なくても主電源系の電力が副電源系に供給される。よって、電力負荷の電力消費量が多くなると、主電源系の電圧は正常値よりも低い値となることがあった。特に、パワーステアリングシステム、ブレーキアシストシステム等の大電力を消費する電力負荷が同時期に動作すると、全体としての消費電力がかなり大きくなって、第1の蓄電手段と発電機の発電電力では電力消費をまかない切れなくなり、主電源系の電圧が一時的に正常値よりも低下することがあった。主電源系の電圧が正常値よりも低下すると、他の副電源系への電力供給量が低下し、他の電力負荷が正常に作動しなくなる可能性があった。 In the conventional vehicle power supply system, electric power generated by the generator in response to the driving force of the engine and regenerative electric power generated by the generator during braking of the vehicle are stored in the first power storage means (battery). When the power load is activated, the converter is activated, and the power of the main power supply system is supplied to the sub power supply system even if the amount of power stored in the first power storage means is small. Therefore, when the power consumption of the power load increases, the voltage of the main power supply system may be lower than the normal value. In particular, if a power load that consumes a large amount of power, such as a power steering system or a brake assist system, operates at the same time, the power consumption as a whole increases considerably. In some cases, the voltage of the main power supply system temporarily dropped from a normal value. When the voltage of the main power supply system falls below the normal value, the amount of power supplied to other sub-power supply systems may drop, and other power loads may not operate normally.
また、上記車両用電源システムにおいては、電力負荷が起動しない限り、対応する副電源系に電力が供給されなかった。このため、起動している電力負荷がないか、もしくは少ない場合に第1の蓄電手段の蓄積電力が満杯になると、回生電力等の電力が発電機で生じてもその電力を蓄積することができず、エネルギーが無駄になってしまうことがあった。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、電力負荷の電力消費が大きくなっても主電源系の電圧が低下することがなく、また、回生電力等の電力を十分に蓄積してエネルギーの無駄が生じないようにする車両用電源システムの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even if the power consumption of the power load increases, the voltage of the main power supply system does not decrease, and power such as regenerative power is sufficiently accumulated. It is an object of the present invention to provide a vehicle power supply system that prevents energy from being wasted.
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明に係る車両用電源システムは、
車両の電力負荷に電力を供給する車両用電源システムであって、
発電機と、当該発電機が発電した電力を蓄積する第1の蓄電手段とを含む主電源系と、
上記電力負荷が接続され、上記主電源系から出力された電力を蓄積し上記電力負荷に電力を供給する第2の蓄電手段を含む副電源系と、
上記第1の蓄電手段の蓄電量を検出する第1の蓄電量検出手段と、
上記第2の蓄電手段の蓄電量を検出する第2の蓄電量検出手段と、
上記第1の蓄電量検出手段が得た蓄電情報と上記第2の蓄電検出手段が得た蓄電情報に基づき、上記主電源系から上記副電源系への電力供給量を制御する制御手段とを備える。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
A vehicle power supply system according to the present invention includes:
A vehicle power supply system for supplying power to a vehicle power load,
A main power supply system including a generator and first power storage means for storing electric power generated by the generator;
A sub-power supply system including second power storage means connected to the power load, storing the power output from the main power supply system, and supplying the power to the power load;
First power storage amount detection means for detecting a power storage amount of the first power storage means;
Second power storage amount detection means for detecting a power storage amount of the second power storage means;
Control means for controlling the amount of power supplied from the main power supply system to the sub power supply system based on the power storage information obtained by the first power storage amount detection means and the power storage information obtained by the second power storage detection means. Prepare.
本発明によれば、第1の蓄電量検出手段が得た蓄電情報と第2の蓄電検出手段が得た蓄電情報に基づき、主電源系から副電源系への電力供給量が制御される。つまり、第1の蓄電手段と第2の蓄電手段の各蓄電量に応じて、主電源系から副電源系への電力供給量が調節される。よって、第1の蓄電手段の蓄電量が少ないにも拘わらず主電源系から副電源系へ電力が供給されることがなく、電力負荷の電力消費が大きくなった場合に主電源系の電圧が低下するのを防止することができる。また、第1の蓄電手段の蓄電量が多く、かつ、第2の蓄電手段の蓄電量が少ない場合に、主電源系から副電源系へ積極的に電力供給をすることができる。これにより、第1の蓄電手段が飽和状態にある場合に、回生電力等の電力を第2の蓄電手段に積極的に蓄積することができる。 According to the present invention, the power supply amount from the main power supply system to the sub power supply system is controlled based on the power storage information obtained by the first power storage amount detection means and the power storage information obtained by the second power storage detection means. That is, the power supply amount from the main power supply system to the sub power supply system is adjusted according to the respective power storage amounts of the first power storage means and the second power storage means. Therefore, even when the amount of power stored in the first power storage means is small, power is not supplied from the main power supply system to the sub power supply system, and when the power consumption of the power load increases, the voltage of the main power supply system is It is possible to prevent the decrease. Further, when the amount of power stored in the first power storage means is large and the amount of power stored in the second power storage means is small, it is possible to actively supply power from the main power supply system to the sub power supply system. Thereby, when the 1st electrical storage means is in a saturated state, electric power, such as regenerative power, can be positively accumulated in the 2nd electrical storage means.
本発明においては、
上記副電源系は、上記主電源系から出力された電圧を調節し電圧調節後の電力を上記第2の蓄電手段に供給する電圧調節手段をさらに備えていることが好ましい。
In the present invention,
It is preferable that the sub power supply system further includes voltage adjusting means for adjusting the voltage output from the main power supply system and supplying the electric power after voltage adjustment to the second power storage means.
この構成によれば、主電源系から出力された電圧を調節し、電圧調節後の電力を第2の蓄電手段に蓄積することができる。 According to this configuration, the voltage output from the main power supply system can be adjusted, and the electric power after the voltage adjustment can be stored in the second power storage unit.
本発明においては、
上記電圧調節手段は、上記主電源系から出力された電圧を昇降圧することが好ましい。
In the present invention,
Preferably, the voltage adjusting means steps up and down the voltage output from the main power supply system.
この構成によれば、主電源系から出力された電圧を昇降圧し、昇降圧後の電力を第2の蓄電手段に蓄積することができる。 According to this configuration, the voltage output from the main power supply system can be stepped up and down, and the electric power after the step-up and step-down can be stored in the second power storage unit.
本発明においては、
上記制御手段は、上記主電源系を制御する第1の制御手段と、上記副電源系を制御し上記第1の制御手段と通信可能な第2の制御手段とを含み、
上記第1の蓄電手段の蓄電量が閾値以上である場合、上記第1の制御手段は、上記第2の制御手段に上記主電源系から上記副電源系への電力供給が可能である旨を通知し、上記第2の制御手段は、電力供給が可能である旨の通知を受けた時に上記第2の蓄電手段の蓄電量が閾値以下である場合、上記副電源系に電力を受給させるように上記電圧調節手段を制御することが好ましい。
In the present invention,
The control means includes first control means for controlling the main power supply system, and second control means for controlling the sub power supply system and capable of communicating with the first control means,
When the amount of power stored in the first power storage means is equal to or greater than a threshold, the first control means informs the second control means that power can be supplied from the main power supply system to the sub power supply system. The second control means is configured to cause the sub-power supply system to receive power when the amount of power stored in the second power storage means is equal to or less than a threshold when receiving a notification that power supply is possible. It is preferable to control the voltage adjusting means.
この構成によれば、第1の蓄電手段の蓄電量が閾値以上であり、かつ、第2の蓄電手段の蓄電量が閾値以下である場合、主電源系から副電源系に電力を供給し、第2の蓄電手段に電力を積極的に蓄積させることができる。 According to this configuration, when the power storage amount of the first power storage means is equal to or greater than the threshold value and the power storage amount of the second power storage means is equal to or less than the threshold value, power is supplied from the main power supply system to the sub power supply system, Electric power can be positively accumulated in the second power storage means.
本発明においては、
上記第1の蓄電手段に蓄積されている電力が回生電力であることが好ましい。
In the present invention,
The electric power stored in the first power storage means is preferably regenerative electric power.
この構成によれば、第1の蓄電手段の蓄電量が閾値以上であり、かつ、第2の蓄電手段の蓄電量が閾値以下である場合、主電源系から副電源系に回生電力を供給し、第2の蓄電手段に回生電力を積極的に蓄積させることができる。 According to this configuration, when the power storage amount of the first power storage means is equal to or greater than the threshold value and the power storage amount of the second power storage means is equal to or less than the threshold value, regenerative power is supplied from the main power supply system to the sub power supply system. The regenerative power can be positively accumulated in the second power storage means.
本発明においては、
上記制御手段は、上記主電源系を制御する第1の制御手段と、上記副電源系を制御し上記第1の制御手段と通信可能な第2の制御手段とを含み、
上記第2の制御手段が上記第1の制御手段に上記主電源系から上記副電源系への電力供給を要求した時に上記第1の蓄電手段の蓄電量が閾値以下である場合、上記第1の制御手段は上記第2の制御手段に、電力を供給できない旨を通知し、上記第2の制御手段は、その通知を受けて上記副電源系に電力を受給させないように上記電圧調節手段を制御することが好ましい。
In the present invention,
The control means includes first control means for controlling the main power supply system, and second control means for controlling the sub power supply system and capable of communicating with the first control means,
When the second control means requests the first control means to supply power from the main power supply system to the sub power supply system, if the amount of power stored in the first power storage means is less than or equal to a threshold value, the first control means The control means notifies the second control means that power cannot be supplied, and the second control means receives the notice and controls the voltage adjusting means to prevent the sub power supply system from receiving power. It is preferable to control.
この構成によれば、第2の制御手段が第1の制御手段に主電源系から副電源系への電力供給を要求した時に第1の蓄電手段の蓄電量が閾値以下である場合、第2の制御手段は副電源系に電力を受給させないように電圧調節手段を制御する。よって、主電源系の電圧低下を確実に防止することができる。 According to this configuration, when the second control unit requests the first control unit to supply power from the main power supply system to the sub-power supply system, the second storage unit can store the second storage unit when the storage amount of the first storage unit is equal to or less than the threshold. The control means controls the voltage adjusting means so that the sub power supply system does not receive power. Therefore, the voltage drop of the main power supply system can be reliably prevented.
本発明においては、
電力を供給できない旨の通知を上記第2の制御手段が受けた場合、上記電力負荷は、上記第2の蓄電手段から電力を受給することが好ましい。
In the present invention,
When the second control means receives notification that power cannot be supplied, the power load preferably receives power from the second power storage means.
この構成によれば、電力負荷は第2の蓄電手段から電力を受給するので、主電源系の電圧低下を確実に防止することができる。 According to this configuration, since the power load receives power from the second power storage means, it is possible to reliably prevent a voltage drop in the main power supply system.
本発明においては、
電力を供給できない旨の通知を上記第2の制御手段が受けた場合、上記電力負荷は、電力消費を抑えることが好ましい。
In the present invention,
When the second control means receives notification that power cannot be supplied, the power load preferably suppresses power consumption.
この構成によれば、電力負荷の電力消費が抑えられるので、主電源系の電圧低下を確実に防止することができる。 According to this configuration, since the power consumption of the power load can be suppressed, a voltage drop in the main power supply system can be reliably prevented.
本発明においては、
上記制御手段は、上記主電源系を制御する第1の制御手段と、上記副電源系を制御し上記第1の制御手段と通信可能な第2の制御手段とを含み、
上記第2の制御手段が上記第1の制御手段に上記主電源系から上記副電源系への電力供給を要求した時に上記第1の蓄電手段の蓄電量が閾値以下である場合、上記第1の制御手段は上記第2の制御手段に、上記発電機の発電量が閾値へ上昇するまで電力供給を待機するよう要求し、上記電力負荷は上記主電源系からの電力供給が開始されるまで上記第2の蓄電手段から電力を受給することが好ましい。
In the present invention,
The control means includes first control means for controlling the main power supply system, and second control means for controlling the sub power supply system and capable of communicating with the first control means,
When the second control means requests the first control means to supply power from the main power supply system to the sub power supply system, if the amount of power stored in the first power storage means is less than or equal to a threshold value, the first control means The control means requests the second control means to wait for the power supply until the power generation amount of the generator rises to a threshold value, and the power load until the power supply from the main power supply system is started. It is preferable to receive power from the second power storage means.
この構成によれば、電力負荷は主電源系からの電力供給が開始されるまで第2の蓄電手段から電力を受給するので、主電源系の電圧低下を確実に防止することができる。 According to this configuration, since the power load receives power from the second power storage unit until the power supply from the main power supply system is started, it is possible to reliably prevent a voltage drop in the main power supply system.
本発明においては、
電力供給の待機要求を上記第2の制御手段が受けた場合、上記電力負荷は、その起動を遅延させることが好ましい。
In the present invention,
When the second control unit receives a power supply standby request, it is preferable that the power load is delayed in starting.
この構成によれば、電力負荷はその起動を遅延させるので、主電源系の電圧低下を防止することができる。 According to this configuration, since the power load delays its start-up, a voltage drop in the main power supply system can be prevented.
本発明においては、
電力供給の待機要求を上記第2の制御手段が受けた場合、上記電力負荷は、まず上記第2の蓄電手段から電力を受給し、上記主電源系からの電力供給が開始された時に上記主電源系から電力を受給することが好ましい。
In the present invention,
When the second control means receives a standby request for power supply, the power load first receives power from the second power storage means, and the main power supply is started when power supply from the main power supply system is started. It is preferable to receive power from the power supply system.
この構成によれば、電源負荷は、主電源系からの電力供給が開始されるまで第2の蓄電手段から電力を受給し、主電源系からの電力供給が開始されると主電源系から電力を需給する。よって、主電源系の電圧低下を確実に防止することができる。 According to this configuration, the power load receives power from the second power storage unit until power supply from the main power supply system is started, and when power supply from the main power supply system is started, power is supplied from the main power supply system. Supply and demand. Therefore, the voltage drop of the main power supply system can be reliably prevented.
本発明によれば、電力負荷の電力消費が大きくなっても主電源系の電圧が低下することがない。よって、電力負荷の電力消費が大きくなっても、他の電力負荷の動作に影響が及ばない。また、回生電力等の電力を十分に蓄積してエネルギーの無駄が生じないようにすることができる。 According to the present invention, the voltage of the main power supply system does not decrease even when the power consumption of the power load increases. Therefore, even if the power consumption of the power load increases, the operation of other power loads is not affected. Further, it is possible to sufficiently accumulate power such as regenerative power so that energy is not wasted.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1は、第1実施形態に係る車両用電源システムの構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the vehicle power supply system according to the first embodiment.
図1に示されるように、第1実施形態に係る車両用電源システム1は、自動車等の車両の電力負荷に電力を供給するシステムである。本実施形態における電力負荷には、消費電力が大きい大電力負荷2と、消費電力が小さい小電力負荷20とがある。特許請求の範囲における「電力負荷」は、主として大電力負荷2を指す。大電力負荷2は、例えば、パワーステアリングシステム、ブレーキアシストシステム等である。なお、特許請求の範囲における「電力負荷」を小電力負荷20に適用することも可能である。
As shown in FIG. 1, the vehicle
車両用電源システム1は、主電源系3と、副電源系4と、第1の蓄電量検出手段5と、第2の蓄電量検出手段6と、制御手段7とを備える。
The vehicular
主電源系3は、エンジン(図示せず)の駆動力を受けて発電するとともに、制動時には回生電力を発生する発電機8と、発電機8が発電した電力を蓄積する第1の蓄電手段9とを含む。
The main power supply system 3 receives the driving force of an engine (not shown) to generate electric power, generates a regenerative electric power during braking, and first power storage means 9 that stores electric power generated by the
発電機8の種類は特に限定されないが、例えばオルタネータである。第1の蓄電手段9は、バッテリである。第1の蓄電手段9の蓄電容量は、第2の蓄電手段10の蓄電容量よりも大きい。
Although the kind of
副電源系4は、第2の蓄電手段10と、電圧調節手段15とを含む。 Sub power supply system 4 includes second power storage means 10 and voltage adjustment means 15.
第2の蓄電手段10は、主電源系3から出力された電力を蓄積し、大電力負荷2に電力を供給する。第2の蓄電手段10の種類は特に限定されないが、例えばバッテリ、或いはコンデンサとすることができる。
The second
第2の蓄電手段10には、大電力負荷2が並列に接続されている。副電源系4と、第2の制御手段12と、第2の蓄電量検出手段6と、大電力負荷2とにより、大電力負荷システム13が構成されている。
A
電圧調節手段15は、主電源系3から出力された電圧を調節し、電圧調節後の電力を第2の蓄電手段10および大電力負荷2に供給する。電圧調節手段15は、例えばDC−DCコンバータである。電圧調節手段15は、主電源系3から出力された電圧を降圧する。なお、大電力負荷2が必要とする電圧に応じて、電圧調節手段15は主電源系3から出力された電圧を昇圧してもよい。
The voltage adjusting means 15 adjusts the voltage output from the main power supply system 3 and supplies the electric power after the voltage adjustment to the second power storage means 10 and the
大電力負荷システム13は、少なくとも1つ設けられている。図1に示される例では、N個(Nは2以上の整数)の大電力負荷システム13が主電源系3に並列に接続されている。
At least one high
また、主電源系3には、少なくとも1つの小電力負荷システム14が接続されている。図1に示される例では、N個(Nは2以上の整数)の小電力負荷システム14が主電源系3に並列に接続されている。小電力負荷システム14は、小電力負荷20と、電圧調節手段および蓄電手段(いずれも図示せず)を含む。
The main power supply system 3 is connected to at least one small
第1の蓄電量検出手段5は、第1の蓄電手段9の蓄電量を検出する。第1の蓄電量検出手段5の蓄電量検出方法は特に限定されないが、例えば、第1の蓄電手段9の正極負極両端子間の電圧および正極端子に流れる電流を測定し、その測定結果に基づいて蓄電量を検出する。 The first power storage amount detection unit 5 detects the power storage amount of the first power storage unit 9. The method for detecting the storage amount of the first storage amount detection means 5 is not particularly limited. For example, the voltage between the positive and negative terminals of the first storage means 9 and the current flowing through the positive terminal are measured, and based on the measurement results. To detect the charged amount.
第2の蓄電量検出手段6は、第2の蓄電手段10の蓄電量を検出する。第2の蓄電量検出手段6の蓄電量検出方法は特に限定されないが、例えば、第2の蓄電手段10の正極負極両端子間の電圧および正極端子に流れる電流を測定し、その測定結果に基づいて蓄電量を検出する。
The second power storage amount detection unit 6 detects the power storage amount of the second
制御手段7は、第1の蓄電量検出手段5が得た蓄電情報と第2の蓄電検出手段6が得た蓄電情報に基づき、主電源系3から副電源系4への電力供給量を制御する。
The
制御手段7は、主電源系3を制御する第1の制御手段11と、副電源系4を制御し第1の制御手段11と通信可能な第2の制御手段12とを含む。 The control means 7 includes a first control means 11 that controls the main power supply system 3 and a second control means 12 that controls the sub power supply system 4 and can communicate with the first control means 11.
図2は、第1の制御手段11および第2の制御手段12の動作の第1例を示す図である。
発電機8の発電により第1の蓄電手段9の蓄電量が閾値以上となった場合、図2に示されるように、第1の制御手段11は、第2の制御手段12に主電源系3から副電源系4への電力供給が可能である旨を通知する(矢印16参照)。電力供給が可能である旨の通知16を第1の蓄電手段9から受けた時に第2の蓄電手段10の蓄電量が閾値以下である場合、第2の制御手段12は、主電源系3から電力を受給する旨を通知する(矢印17参照)とともに、副電源系4が電力を受給するように電圧調節手段15を制御する(矢印21参照)。これにより、主電源系3から副電源系4に電力が供給される(矢印22参照)。具体的には、主電源系3から出力された電力は、電圧調節手段15で大電力負荷2が必要とする電圧に調節される。電圧調節後の電力は、大電力負荷2および第2の蓄電手段10に供給される(矢印23参照)。第2の蓄電手段10に供給された電力は、第2の蓄電手段10に蓄積される。なお、大電力負荷2が停止中である場合は、電圧調節後の電力は、その殆どまたは全部が第2の蓄電手段10に供給される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a first example of operations of the
When the power storage amount of the first power storage means 9 is equal to or greater than the threshold value due to the power generation of the
図2に示される例において、第1の制御手段11が通知16を行って主電源系3から副電源系4へ供給しようとする電力は、エンジンの駆動により発電された電力であってもよいし、或いはエンジンブレーキが掛かっている間に発電される回生電力であってもよい。
In the example shown in FIG. 2, the power that the first control means 11 performs
図3は、第1の制御手段11および第2の制御手段12の動作の第2例を示す図である。図3(a)は第2例その1、図3(b)は第2例その2である。
図3(a)に示される例において、第2の制御手段12は、第1の制御手段11に主電源系3から副電源系4への電力供給を要求する(矢印18参照)。この要求をした時に第1の蓄電手段9の蓄電量が閾値以下である場合、第1の制御手段11は第2の制御手段12に、電力を供給できない旨を通知する(矢印19参照)。第2の制御手段12は、その通知19を受けると、副電源系4が主電源系3から電力を受給しないように電圧調節手段15を制御する(矢印23参照)。すなわち、第2の制御手段12は、電圧調節手段15の出力電圧を0(V)に制御する。これにより、主電源系3から副電源系4へ電力供給が行われないので、主電源系3の電圧低下が防止される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a second example of the operation of the
In the example shown in FIG. 3A, the second control means 12 requests the first control means 11 to supply power from the main power supply system 3 to the sub power supply system 4 (see arrow 18). If the amount of power stored in the first power storage means 9 is equal to or less than the threshold when this request is made, the first control means 11 notifies the second control means 12 that power cannot be supplied (see arrow 19). Upon receiving the
図3(a)に示される例においては、電力を供給できない旨の通知19を第2の制御手段12が第1の制御手段11から受けた場合、大電力負荷2は、第2の制御手段12からの指示を受けて(矢印24参照)、第2の蓄電手段10から電力を受給する(矢印25参照)。
In the example shown in FIG. 3A, when the
図3(b)に示される例は、第2の制御手段12から大電力負荷2への指示内容、および大電力負荷2の動作が図3(a)の例と異なっており、その他の動作は図3(a)の場合と同様である。図3(b)に示される例では、指示24に代えて指示26がなされる。すなわち、第2の制御手段12は、大電力負荷2に対し、消費電力を低く抑えるように指示26を出す。大電力負荷2は、指示26を受けて、通常より少ない電力を第2の蓄電手段10から受給する(矢印27参照)。
The example shown in FIG. 3 (b) is different from the example of FIG. 3 (a) in the contents of instructions from the second control means 12 to the
図4は、第1の制御手段11および第2の制御手段12の動作の第3例を示す図である。図4(a)は第3例その1、図4(b)は第3例その2、図4(c)は第3例その3である。
図4(a)に示される例において、第2の制御手段12は、第1の制御手段11に主電源系3から副電源系4への電力供給を要求する(矢印27参照)。この要求27をした時に第1の蓄電手段9の蓄電量が閾値以下である場合、第1の制御手段11は第2の制御手段12に、発電機8の発電量が閾値へ上昇するまで電力供給を待機するよう要求する(矢印28参照)。第2の制御手段12は、その要求28を受けると、副電源系4が主電源系3から電力を受給しないように電圧調節手段15を制御する(矢印29参照)。すなわち、第2の制御手段12は、電圧調節手段15の出力電圧を0(V)に制御する。これにより、主電源系3から副電源系4へ電力供給が行われないので、主電源系3の電圧低下が防止される。
FIG. 4 is a diagram illustrating a third example of the operation of the
In the example shown in FIG. 4A, the second control means 12 requests the first control means 11 to supply power from the main power supply system 3 to the sub power supply system 4 (see arrow 27). If the amount of electricity stored in the first electricity storage means 9 is less than or equal to the threshold when this
図4(a)に示される例においては、待機要求28を第2の制御手段12が第1の制御手段11から受けた場合、大電力負荷2は、第2の制御手段12からの指示を受けて(矢印30参照)、主電源系3から副電源系4への電力供給が開始されるまで第2の蓄電手段10から電力を受給する(矢印31参照)。
In the example shown in FIG. 4A, when the
図4(b)に示される例は、第2の制御手段12から大電力負荷2への指示内容、および大電力負荷2の動作が図4(a)の例と異なっており、その他の動作は図4(a)の場合と同様である。図4(b)に示される例では、指示30に代えて指示32がなされる。すなわち、電力供給の待機要求を第1の制御手段11から受けた場合、第2の制御手段12は、起動を遅延するように大電力負荷2に指示32を出す。大電力負荷2は、指示32を受けて、起動を遅延させる。
The example shown in FIG. 4 (b) is different from the example of FIG. 4 (a) in the contents of instructions from the second control means 12 to the
図4(c)に示される例は、第2の制御手段12から大電力負荷2および電圧調節手段15への指示内容、並びに大電力負荷2および電圧調節手段15の動作が図4(a)の例と異なっており、その他の動作は図4(a)の場合と同様である。図4(c)に示される例では、状態が(1)から(2)に遷移する。
In the example shown in FIG. 4C, the contents of instructions from the second control means 12 to the
図4(c)においては、電力供給の待機要求を第2の制御手段12が第1の制御手段11から受けた場合、まず、(1)に示されるように、第2の制御手段12は、副電源系4が主電源系3から電力を受給しないように電圧調節手段15を制御する(矢印29参照)。すなわち、第2の制御手段12は、電圧調節手段15の出力電圧を0(V)に制御する。大電力負荷2は第2の蓄電手段2から電力を受給する(矢印33参照)。
In FIG. 4C, when the second control means 12 receives a power supply standby request from the first control means 11, first, as shown in (1), the second control means 12 The voltage adjusting means 15 is controlled so that the sub power supply system 4 does not receive power from the main power supply system 3 (see arrow 29). That is, the
次に、第1の制御手段11の指示により発電機8の発電量が閾値までアップして、主電源系3が電力供給可能な状態になると、第1の制御手段11は第2の制御手段12にその旨を通知する。第2の制御手段11は、その通知を受けると、(2)に示されるように、主電源系3から副電源系4に電力が供給されるように電圧調節手段15を制御する(矢印34参照)。すなわち、第2の制御手段12は、電圧調節手段15の出力電圧を大電力負荷2が必要とする電圧に制御する。電圧調節手段15は、第2の制御手段12からの指示34を受けて、主電源系3から入力した電力(矢印35参照)の電圧を調節し、電圧調節後の電力を大電力負荷2および第2の蓄電手段10に供給する(矢印36参照)。大電力負荷2は、第2の制御手段12からの指示を受けて(矢印37参照)、主電源系3からの電力供給が開始された時に主電源系3から電力を受給する(矢印36参照)。
Next, when the power generation amount of the
以上説明したように、車両用電源システム1によれば、第1の蓄電量検出手段5が得た蓄電情報と第2の蓄電検出手段6が得た蓄電情報に基づき、主電源系3から副電源系4への電力供給量が制御される。つまり、第1の蓄電手段9と第2の蓄電手段10の各蓄電量に応じて、主電源系3から副電源系4への電力供給量が調節される。よって、第1の蓄電手段9の蓄電量が少ないにも拘わらず主電源系3から副電源系4へ電力が供給されることがなく、大電力負荷2の電力消費が大きくなった場合に主電源系3の電圧が低下するのを防止することができる(上記第2例、第3例参照)。また、第1の蓄電手段9の蓄電量が多く、かつ、第2の蓄電手段10の蓄電量が少ない場合に、主電源系3から副電源系4へ積極的に電力供給をすることができる。これにより、第1の蓄電手段が飽和状態にある場合に、回生電力等の電力を第2の蓄電手段に積極的に蓄積することができる(上記第1例参照)。
As described above, according to the vehicular
本発明は、特に、消費電力が大きな電力負荷を多数搭載した自動車の電源システム等に適用可能である。 The present invention is particularly applicable to a power supply system for automobiles equipped with a large number of power loads with large power consumption.
1 車両用電源システム
2 大電力負荷
3 主電源系
4 副電源系
5 第1の蓄電量検出手段
6 第2の蓄電量検出手段
7 制御手段
8 発電機
9 第1の蓄電手段
10 第2の蓄電手段
11 第1の制御手段
12 第2の制御手段
13 大電力負荷システム
14 小電力負荷システム
15 電圧調節手段
DESCRIPTION OF
Claims (11)
発電機と、当該発電機が発電した電力を蓄積する第1の蓄電手段とを含む主電源系と、
前記電力負荷が接続され、前記主電源系から出力された電力を蓄積し前記電力負荷に電力を供給する第2の蓄電手段を含む副電源系と、
前記第1の蓄電手段の蓄電量を検出する第1の蓄電量検出手段と、
前記第2の蓄電手段の蓄電量を検出する第2の蓄電量検出手段と、
前記第1の蓄電量検出手段が得た蓄電情報と前記第2の蓄電検出手段が得た蓄電情報に基づき、前記主電源系から前記副電源系への電力供給量を制御する制御手段とを備えた車両用電源システム。 A vehicle power supply system for supplying power to a vehicle power load,
A main power supply system including a generator and first power storage means for storing electric power generated by the generator;
A sub-power supply system including second power storage means connected to the power load, storing the power output from the main power supply system, and supplying the power to the power load;
First power storage amount detection means for detecting a power storage amount of the first power storage means;
Second power storage amount detection means for detecting a power storage amount of the second power storage means;
Control means for controlling the amount of power supplied from the main power supply system to the sub power supply system based on the power storage information obtained by the first power storage amount detection means and the power storage information obtained by the second power storage detection means; A vehicle power supply system provided.
前記第1の蓄電手段の蓄電量が閾値以上である場合、前記第1の制御手段は、前記第2の制御手段に前記主電源系から前記副電源系への電力供給が可能である旨を通知し、前記第2の制御手段は、電力供給が可能である旨の通知を受けた時に前記第2の蓄電手段の蓄電量が閾値以下である場合、前記副電源系に電力を受給させるように前記電圧調節手段を制御することを特徴とする請求項2に記載の車両用電源システム。 The control means includes first control means for controlling the main power supply system, and second control means for controlling the sub power supply system and capable of communicating with the first control means,
When the amount of power stored in the first power storage means is greater than or equal to a threshold value, the first control means informs the second control means that power can be supplied from the main power supply system to the sub power supply system. The second control unit is configured to notify the sub power supply system when the amount of power stored in the second power storage unit is equal to or less than a threshold when the second control unit receives the notification that power supply is possible. The vehicle power supply system according to claim 2, wherein the voltage adjusting means is controlled.
前記第2の制御手段が前記第1の制御手段に前記主電源系から前記副電源系への電力供給を要求した時に前記第1の蓄電手段の蓄電量が閾値以下である場合、前記第1の制御手段は前記第2の制御手段に、電力を供給できない旨を通知し、前記第2の制御手段は、その通知を受けて前記副電源系に電力を受給させないように前記電圧調節手段を制御することを特徴とする請求項2に記載の車両用電源システム。 The control means includes first control means for controlling the main power supply system, and second control means for controlling the sub power supply system and capable of communicating with the first control means,
When the second control means requests the first control means to supply power from the main power supply system to the sub power supply system, the first power storage means has a power storage amount equal to or less than a threshold value. The control means notifies the second control means that power cannot be supplied, and the second control means receives the notice and controls the voltage adjusting means to prevent the secondary power supply system from receiving power. The vehicle power supply system according to claim 2, wherein the vehicle power supply system is controlled.
前記第2の制御手段が前記第1の制御手段に前記主電源系から前記副電源系への電力供給を要求した時に前記第1の蓄電手段の蓄電量が閾値以下である場合、前記第1の制御手段は前記第2の制御手段に、前記発電機の発電量が閾値へ上昇するまで電力供給を待機するよう要求し、前記電力負荷は前記主電源系からの電力供給が開始されるまで前記第2の蓄電手段から電力を受給することを特徴とする請求項2に記載の車両用電源システム。 The control means includes first control means for controlling the main power supply system, and second control means for controlling the sub power supply system and capable of communicating with the first control means,
When the second control means requests the first control means to supply power from the main power supply system to the sub power supply system, the first power storage means has a power storage amount equal to or less than a threshold value. The control means requests the second control means to wait for power supply until the power generation amount of the generator rises to a threshold value, and the power load until power supply from the main power supply system is started. The power supply system for a vehicle according to claim 2, wherein power is received from the second power storage means.
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