JP2016043804A - Power supply system for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用電力供給システムに関する。 The present invention relates to a vehicle power supply system.
北米や北欧諸国では、冬季積雪期間中の重要な交通・輸送手段としてスノーモービルが広く使われている。一般道路を外れて、雪の降り積もった丘陵地や山間部を走行する必要から、エンジン及び車体の軽量化が最優先事項とされ、エンジンは軽量高出力の2サイクル・ガソリンエンジンで、始動には電動スタータを用いない手動スタータ(リコイルスタータ)によるものが殆どである。
そしてエンジン及び車両電装品に必要な電力は、エンジンに搭載したオルタネータ(交流発電機)で発電し、レギュレータにより電圧を調整し、一部は直流に整流して必要機器に直接供給する方式とし、軽量化の観点からバッテリーを搭載しないバッテリーレス方式とするのが一般的であった。
近年、スノーモービルを含めた車両に搭載される電装機器の負荷は増加の一途を辿る傾向にある為、各電装機器への電力供給を効率的に行うことにより、エンジンに加わる発電負荷を軽減し、燃料経済性を向上させることが重要な開発課題とされている。
このような課題を解決するための技術として、下記特許文献1、2に示すものがある。
In North America and Scandinavian countries, snowmobiles are widely used as an important means of transportation and transportation during winter snowfall. Since it is necessary to travel on hilly and mountainous areas where snow has fallen off general roads, weight reduction of the engine and the vehicle body is the top priority. Most are manual starters (recoil starters) that do not use an electric starter.
And the electric power required for the engine and vehicle electrical components is generated by an alternator (alternator) mounted on the engine, the voltage is adjusted by a regulator, and a part is rectified to direct current and supplied directly to the required equipment. From the viewpoint of weight reduction, a battery-less system that does not include a battery is generally used.
In recent years, the load on electrical equipment mounted on vehicles including snowmobiles has tended to increase. Therefore, by efficiently supplying power to each electrical equipment, the power generation load on the engine can be reduced. Improving fuel economy is an important development issue.
As techniques for solving such problems, there are those shown in
上記特許文献1の技術は、車両用電源分配装置における発電制御装置に関する発明で、電源変動による電装機器の誤作動を防止できるメリットがある。
また上記特許文献2の技術は、電力供給システム及び電力供給制御方法に関する発明で、電装機器の動作停止を極力回避して、電装機器の動作停止に伴う乗員の不快感を低減させるメリットがある。
しかし上記特許文献1、2は、あくまでバッテリーとオルタネータとを備える車両用のシステムに関する発明であり、バッテリーレス式の車両には適用することできないという問題があった。
The technique disclosed in
The technology of
However,
そこで本発明は上記従来における問題点を解決し、オルタ―ネータの小型軽量化を図ることができると共に、車両の加速性、登坂性等の性能向上、燃費の向上、排ガスの清浄化を図ることができ、またバッテリーレス式の車両における効率的な電力供給を実現できる車両用電力供給システムの提供を課題とする。 Accordingly, the present invention solves the above-mentioned conventional problems, and can reduce the size and weight of the alternator, improve the acceleration performance of the vehicle, climbing performance, etc., improve the fuel consumption, and purify the exhaust gas. It is an object of the present invention to provide a vehicle power supply system that can realize efficient power supply in a battery-less vehicle.
上記課題を達成するため、本発明の車両用電力供給システムは、車載された電装機器に対して電力を供給する車両用電力供給システムであって、各電装機器の負荷状況に応じて各電装機器への電力分配量を制御部が算出すると共に、前記制御部が算出した電力分配量に基づいて、オルタネータが発電した電力を電力分配供給部が前記各電装機器に分配供給する電力分配供給手段を備えることを第1の特徴としている。
また本発明の車両用電力供給システムは、上記第1の特徴に加えて、電力分配供給部は、オルタネータに備えられた第1の巻線によって発電される電力を第1の電装機器群に供給する第1電力供給部に設けられ、制御部は、前記オルタネータに備えられた第2の巻線によって発電される電力を第2の電装機器群に供給する第2電力供給部に設けられ、且つ前記制御部及び前記電力分配供給部は、エンジン始動時には相互に連携した動作を停止すると共に、前記第1電力供給部及び前記第2電力供給部は、前記第1の巻線と前記第2の巻線とがそれぞれ発電する電力をエンジンの始動に必要な電装機器に集中的に供給することを第2の特徴としている。
また本発明の車両用電力供給システムは、上記第1又は第2の特徴に加えて、制御部が算出する電力分配量は、運転状況に応じて算出される各電装機器の負荷に対応する分配率と、電力消費量に影響を与える因子に対応する係数とに基づいて求めることを第3の特徴としている。
また本発明の車両用電力供給システムは、上記第1〜第3の何れか1つの特徴に加えて、スノーモービル用のバッテリーレス式の車両用電力供給システムであることを第4の特徴としている。
In order to achieve the above object, a vehicle power supply system according to the present invention is a vehicle power supply system that supplies power to an on-board electrical equipment, and each electrical equipment according to the load status of each electrical equipment. And a power distribution supply means for the power distribution supply section to distribute the power generated by the alternator to each of the electrical equipment based on the power distribution amount calculated by the control section. The first feature is to provide.
In the vehicle power supply system according to the present invention, in addition to the first feature, the power distribution and supply unit supplies power generated by the first winding provided in the alternator to the first electrical equipment group. Provided in the first power supply unit, the control unit is provided in the second power supply unit that supplies power generated by the second winding provided in the alternator to the second electrical equipment group, and The control unit and the power distribution and supply unit stop operating in cooperation with each other when starting the engine, and the first power supply unit and the second power supply unit include the first winding and the second power supply. A second feature is that the electric power generated by each of the windings is intensively supplied to electrical equipment necessary for starting the engine.
In the vehicle power supply system according to the present invention, in addition to the first or second feature, the power distribution amount calculated by the control unit is a distribution corresponding to the load of each electrical device calculated according to the driving situation. The third feature is to obtain it based on the rate and the coefficient corresponding to the factor that affects the power consumption.
Further, in addition to any one of the first to third features, the vehicle power supply system according to the present invention is a battery-less vehicle power supply system for snowmobiles as a fourth feature. .
上記第1の特徴による車両用電力供給システムによれば、車載された電装機器に対して電力を供給する車両用電力供給システムであって、各電装機器の負荷状況に応じて各電装機器への電力分配量を制御部が算出すると共に、前記制御部が算出した電力分配量に基づいて、オルタネータが発電した電力を電力分配供給部が前記各電装機器に分配供給する電力分配供給手段を備えるようにしたので、オルタネータが発電した電力を各電装機器の負荷状況に応じて無駄なく効率的に供給することができる。よって各電装機器が必要とする以上の電力を発電する必要がなくなり、オルタネータの小型軽量化を実現することができる。これによって車両の小型軽量化を実現することができ、車両の加速性、登坂性等の性能向上、燃費の向上を図ることができる。また排ガス、排熱を削減することができ、環境負荷を低減することができる。
また上記第2の特徴による車両用電力供給システムによれば、上記第1の特徴による作用効果に加えて、電力分配供給部は、オルタネータに備えられた第1の巻線によって発電される電力を第1の電装機器群に供給する第1電力供給部に設けられ、制御部は、前記オルタネータに備えられた第2の巻線によって発電される電力を第2の電装機器群に供給する第2電力供給部に設けられ、且つ前記制御部及び前記電力分配供給部は、エンジン始動時には相互に連携した動作を停止すると共に、前記第1電力供給部及び前記第2電力供給部は、前記第1の巻線と前記第2の巻線とがそれぞれ発電する電力をエンジンの始動に必要な電装機器に集中的に供給するようにしたので、エンジンの始動を確実且つ容易に行うことができる。
According to the vehicle power supply system according to the first feature described above, there is provided a vehicle power supply system that supplies power to the on-board electrical equipment, and the electrical equipment is connected to each electrical equipment according to the load status of each electrical equipment. The control unit calculates a power distribution amount, and includes a power distribution supply unit that distributes the power generated by the alternator to each of the electrical equipment based on the power distribution amount calculated by the control unit. Therefore, the power generated by the alternator can be efficiently supplied without waste according to the load status of each electrical equipment. Therefore, it is not necessary to generate more power than required by each electrical equipment, and the alternator can be reduced in size and weight. As a result, the vehicle can be reduced in size and weight, and the vehicle can be improved in performance, such as acceleration and climbing performance, and fuel consumption can be improved. Further, exhaust gas and exhaust heat can be reduced, and environmental load can be reduced.
Further, according to the vehicle power supply system according to the second feature, in addition to the function and effect of the first feature, the power distribution supply unit generates power generated by the first winding provided in the alternator. A second power supply unit is provided in a first power supply unit that supplies power to the first electrical equipment group, and the control unit supplies power generated by the second winding provided in the alternator to the second electrical equipment group. The control unit and the power distribution supply unit are provided in a power supply unit, and the engine and the power distribution supply unit stop operating in cooperation with each other when the engine is started, and the first power supply unit and the second power supply unit are connected to the first power supply unit. Since the electric power generated by the second winding and the second winding is intensively supplied to the electrical equipment necessary for starting the engine, the engine can be started reliably and easily.
また上記第3の特徴による車両用電力供給システムによれば、上記第1又は第2の特徴による作用効果に加えて、制御部が算出する電力分配量は、運転状況に応じて算出される各電装機器の負荷に対応する分配率と、電力消費量に影響を与える因子に対応する係数とに基づいて求めることから、運転状況に合わせてオルタネータで発電される合計電力を効率的に最小限にとどめることができる。
また上記第4の特徴による車両電力供給システムによれば、上記第1〜第3の何れか1つの特徴による車両用電力供給システムを用いたスノーモービル用のバッテリーレス式の車両用電力供給システムであるので、バッテリーレス式の車両における効率的な電力供給を実現することができる。またスノーモービルの軽量化を実現することができ、加速性、登坂性等の性能向上、燃費の向上を図ることができるスノーモービルとすることができる。また排ガス、排熱を削減することができ、環境負荷を低減することができるスノーモービルとすることができる。
Further, according to the vehicle power supply system according to the third feature, in addition to the function and effect of the first or second feature, the power distribution amount calculated by the control unit is calculated according to the driving situation. Since it is calculated based on the distribution ratio corresponding to the load of the electrical equipment and the coefficient corresponding to the factor that affects the power consumption, the total power generated by the alternator according to the operating situation is effectively minimized. You can stay.
According to the vehicle power supply system according to the fourth feature, a batteryless vehicle power supply system for snowmobiles using the vehicle power supply system according to any one of the first to third features. As a result, efficient power supply in a battery-less vehicle can be realized. Further, the weight of the snowmobile can be reduced, and the snowmobile can be improved in performance such as acceleration and climbing performance and fuel efficiency. Moreover, it can be set as the snowmobile which can reduce exhaust gas and exhaust heat, and can reduce environmental impact.
以下、各図面を参照して、本発明の実施形態に係る車両用電力供給システムを説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は特許請求の範囲に記載の本発明を限定するものではない。 Hereinafter, with reference to each drawing, the electric power supply system for vehicles concerning the embodiment of the present invention is explained, and it serves for an understanding of the present invention. However, the following description does not limit the present invention described in the claims.
先ず図1、2を参照して、本発明の実施形態に係る車両用電力供給システム1は、ガソリンエンジンを備えるスノーモービルに搭載した複数の負荷に対して電力を供給するためのシステムである。なお、以下においては本発明の主要な構成要素を詳細に説明するものとし、ガソリンエンジンを備えるスノーモービルに通常搭載されている各種機器の説明は省略するものとする。
1 and 2, a vehicle
この車両用電力供給システム1は、図1、図2に示すように、オルタネータ10と、第1電力供給部20と、第2電力供給部30と、第1の電装機器群40と、第2の電装機器群50とから構成される。
なお図1、図2において、実線は電源線、破線は信号線を意味するものである。ここで、信号線は説明の便宜上、本発明の実施形態における特徴的な信号線のみを示し、その他の信号線は省略することとする。
As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle
In FIGS. 1 and 2, a solid line means a power supply line, and a broken line means a signal line. Here, for convenience of explanation, only the characteristic signal lines in the embodiment of the present invention are shown as signal lines, and other signal lines are omitted.
前記オルタネータ10は、図示しないエンジンのクランク軸に直結して駆動されて複数の電装機器に対して電力を供給するための電源である。本実施形態においては、図1、図2に示すように、第1巻線11と第2巻線12との二つの巻線を備える構成としてある。
The
前記第1電力供給部20は、オルタネータ10が発電した電力を第1の電装機器群40に供給するための、いわゆるレギュレータに該当するもので、主として調整・整流部21と、電力分配供給部22、23とで構成される。
The first
前記調整・整流部21は、交流発電機であるオルタネータ10が発電した電力を一定の値に維持すると共に、直流機器用に整流するためのものである。
The adjusting / rectifying
前記電力分配供給部22、23は、調整・整流部21よりも川下側に配置されて、後述する制御部31がエンジン始動後に算出した電力分配量に基づいて、オルタネータ10が発電した電力を所定の電装機器群に分配供給するためのものである。本実施形態においては、この電力分配供給部22、23は、いわゆるインテリジェントパワーデバイス(Intelligent Power Device)で構成されており、制御部31からの制御信号によってその動作を行う。より具体的には、エンジン始動後に制御部31が通常運転時に移行したと判断した後に発する制御信号によって、その動作を行う。つまりエンジン始動時においては、この電力分配供給部22、23は動作を停止した状態となる。なお、ここで「通常運転時」とは、エンジンの回転速度を検出するセンサー(図示しない)が900rpm(Revolution Per Minute)以上の回転速度を計測した時を意味するものとする。
The power distribution and
前記第2電力供給部30は、エンジンの駆動制御を行う、いわゆるECU(Engine Control Unit)に該当し、オルタネータ10が発電した電力を第2の電装機器群50に供給すると共に、通常運転時において第1巻線11が発電した電力を電力分配供給部22、23で効率的に分配供給するための指示を行うためのもので、本発明の実施形態で使用する主な箇所として制御部31と、調整・整流部32と、記憶部33がある。
The second
前記制御部31は、CPU(Central Processing Unit)を内蔵し、主として図示しないエンジン各部や車体各所に取り付けたセンサー(図示しない)からの情報を基に、エンジン点火時期、燃料噴射時期と噴射量、排気制御デバイス開度を制御すると共に、通常運転時に車体側電装品等の負荷状況を検知して、電力分配供給部22、23が供給する電力の制御を行うためのものである。
The control unit 31 incorporates a CPU (Central Processing Unit), and mainly based on information from sensors (not shown) attached to various parts of the engine and various parts of the vehicle body, the engine ignition timing, the fuel injection timing and the injection amount, This is for controlling the power supplied by the power
本実施形態においては、エンジン始動時の制御に加えて、通常運転時の運転状況(負荷状況)において必要電力が変化する電装機器(後述するエンジン電装機器42と車体電装機器43)へ供給する電力量を制御部31が制御する構成としてある。
具体的には、運転状況に応じて算出される各電装機器(エンジン電装機器42と車体電装機器43)に対応する分配率と、電力消費量に影響を与える因子に対応する係数とに基づいて予め各電装機器(エンジン電装機器42と車体電装機器43)への電力分配率を算出し、この電力分配率をいわゆるキャリブレーションマップ(Calibration Map)として記憶部33に記憶させる。そしてキャリブレーションマップを用いて、通常運転時の各電装機器(エンジン電装機器42と車体電装機器43)に対する最適な電力分配量を制御部31が求める。その後、通常運転時に第1巻線11が発電した電力のうち、後述する燃料ポンプ41に供給する電力を差し引いた残りの電力を制御部31が求めた電力分配量で各電装機器(エンジン電装機器42と車体電装機器43)に分配供給するように、制御部31が電力分配供給部22、23に制御信号を送信する構成としてある。つまり、制御部31と電力分配供給部22、23とで本発明の電力分配供給手段が構成されている。なお本実施形態においては、エンジン始動時には制御部31と電力分配供給部22、23とは相互に連携した動作を行わず、通常運転時にのみ制御部31と電力分配供給部22、23とが相互に連携した動作を行う構成としてある。
ここで「運転状況に応じて算出される各電装機器に対応する分配率」とは、エンジン回転速度やスロットル開度等の通常運転時の車体の運転状況に応じて変化する、エンジンを駆動するために必要な電力量と車体電装機器を駆動するために必要な電力量とを用いて算出される各電装機器(エンジン電装機器42と車体電装機器43)に対する分配率のことを意味するものである。また「電力消費量に影響を与える因子」とは、気温、気圧、冷却水温などの環境因子のことを意味するものである。
また本実施形態においては、制御部31はオルタネータ10の二つの巻線11、12の出力電圧と第1電力供給部20の出力電圧とを常時モニターする構成としてある。
In the present embodiment, in addition to the control at the time of engine start, the electric power supplied to the electrical equipment (the engine electrical equipment 42 and the vehicle electrical equipment 43 described later) whose required power changes in the driving situation (load situation) during normal operation. The control unit 31 controls the amount.
Specifically, based on the distribution ratio corresponding to each electrical equipment (engine electrical equipment 42 and vehicle body electrical equipment 43) calculated according to the driving situation, and the coefficient corresponding to the factor affecting the power consumption. The power distribution ratio to each electrical equipment (the engine electrical equipment 42 and the vehicle body electrical equipment 43) is calculated in advance, and this power distribution ratio is stored in the storage unit 33 as a so-called calibration map (Calibration Map). Then, using the calibration map, the control unit 31 obtains an optimal power distribution amount for each electrical device (the engine electrical device 42 and the vehicle body electrical device 43) during normal operation. Thereafter, among the electric power generated by the first winding 11 during the normal operation, each electric device (engine electric device) is calculated by the power distribution amount obtained by the control unit 31 by subtracting the electric power supplied to the fuel pump 41 described later. 42 and the vehicle body electrical equipment 43), the control unit 31 is configured to transmit control signals to the power
Here, the “distribution rate corresponding to each electrical device calculated according to the driving situation” drives the engine, which changes according to the driving situation of the vehicle body during normal operation such as the engine speed and the throttle opening. It means a distribution ratio for each electrical device (engine electrical device 42 and vehicle electrical device 43) calculated using the power amount necessary for driving the vehicle body electrical device and the power amount necessary for driving the vehicle body electrical device. is there. “Factors affecting power consumption” mean environmental factors such as air temperature, atmospheric pressure, and cooling water temperature.
In the present embodiment, the control unit 31 is configured to constantly monitor the output voltages of the two windings 11 and 12 of the
前記調整・整流部32は、交流発電機であるオルタネータ10が発電した電圧を一定の値に維持すると共に、直流機器用に整流するためのものである。
The adjusting / rectifying
前記記憶部33は、予め算出された電力分配率に関するキャリブレーションマップデータや、気温、気圧、冷却水温等の各センサー情報に基づいて予め算出された燃料噴射量データ、点火時期データ等の各種データを格納しておくためのものである。 The storage unit 33 stores various types of data such as calibration map data relating to a power distribution ratio calculated in advance, fuel injection amount data calculated in advance based on sensor information such as temperature, pressure, and cooling water temperature, and ignition timing data. Is for storing.
前記第1の電装機器群40は、オルタネータ10の第1巻線11が発電した電力が供給される複数の電装機器で、図1、図2に示すように、燃料を供給するための燃料ポンプ41と、エンジン電装機器42と、車体電装機器43とで構成される。
The first
前記エンジン電装機器42は、エンジンを駆動するために必要な負荷のことで、例えばオイルポンプ、排気制御デバイス、運転計器等が含まれる。 The engine electrical equipment 42 is a load necessary for driving the engine, and includes, for example, an oil pump, an exhaust control device, an operation instrument, and the like.
前記車体電装機器43は、運転者の利便性、視認性を確保したり周囲に対して車両の挙動を知らせたりするための電装機器、例えばヘッドランプ、スピードメーター、ストップランプ等と、運転者の快適性確保のためのアクセサリー機器、例えばハンドウォーマー等が含まれる。 The vehicle body electrical equipment 43 includes electrical equipment such as a headlamp, a speedometer, a stop lamp, etc. for ensuring the convenience and visibility of the driver and notifying the surroundings of the behavior of the vehicle. Accessory equipment for ensuring comfort, such as a hand warmer, is included.
前記第2の電装機器群50は、オルタネータ10の第2巻線12によって発電された電力が供給される複数の電装機器で、図1、図2に示すように点火系統機器51と、燃料噴射系統機器52と、制御系統機器53とで構成される。
The second
前記点火系統機器51は、燃焼室内の燃料と空気の混合気に適切な時期に点火するために必要な機器のことで、例えば点火コイル等が含まれる。 The ignition system device 51 is a device necessary for igniting a mixture of fuel and air in the combustion chamber at an appropriate time, and includes, for example, an ignition coil.
前記燃料噴射系統機器52は、適切な量の燃料を適切な時期に噴射するために必要な機器のことで、例えば燃料噴射ポンプ等が含まれる。
The fuel
前記制御系統機器53は、エンジン及び車体の制御に必要な機器のことで、例えばセンサー電源等が含まれる。 The control system device 53 is a device necessary for controlling the engine and the vehicle body, and includes, for example, a sensor power source.
次に、このような構成からなる本発明の実施形態に係る車両電力分配システム1の具体的な動作を説明する。
Next, a specific operation of the vehicle
[エンジン始動時]
まず図1を参照して、運転者が図示しないプーリーに巻き付けられたロープを引いてクランクシャフトに回転を与えることによって(いわゆるリコイルスターター方式)、オルタネータ10が発電を開始する。
この際、クランク軸回転数は300rpm程度までしか上昇しないことから、オルタネータ10が発電できる電力は極めて限られた量となる。
よって本実施形態においては、第1巻線11で発電した電力は、第1電力供給部20の調整・整流部21を介して、燃料ポンプ41に集中的に供給される構成としてある。また第2巻線12で発電した電力は、第2電力供給部30における調整・整流部32を介して、点火系統機器51、燃料噴射系統機器52、制御系統機器53に供給される構成としてある。この際、既述したように制御部31と電力分配供給部22、23とが相互に連携した動作は行われない。
即ち本実施形態においては、エンジン始動時に第1巻線11と第2巻線12でそれぞれ発電した全電力を、エンジン始動用の各電装機器に集中的に供給する構成としてある。
[When starting the engine]
First, referring to FIG. 1, when the driver pulls a rope wound around a pulley (not shown) to give rotation to the crankshaft (so-called recoil starter system),
At this time, since the crankshaft rotation speed only increases to about 300 rpm, the power that can be generated by the
Therefore, in the present embodiment, the power generated by the first winding 11 is configured to be intensively supplied to the fuel pump 41 via the adjustment /
That is, in the present embodiment, all the electric power generated by the first winding 11 and the second winding 12 at the time of starting the engine is intensively supplied to each electrical equipment for starting the engine.
[エンジン始動後]
エンジン始動後に制御部31が通常運転に移行したと判断した後においては、既述したエンジン始動時に行われる電力供給に加えて、制御部31と電力分配供給部22、23とが相互に連携した動作が開始され、車両走行時に必要な各電装機器への給電が開始される。
具体的には図2に示すように、まず運転状況によって随時変化するエンジン回転速度、スロットル開度、冷却水温、気温、気圧等のセンサー情報に基づいて予め作成されたキャリブレーションマップを用いて、制御部31がエンジン電装機器42と車体電装機器43とのそれぞれに供給する電力の最適分配量を決定する。そして、その分配量に基づいた電力がエンジン電装機器42と車体電装機器43とに供給されるように制御部31が電力分配供給部22、23に制御信号を送信する。これによって、第1巻線11で発電され調整・整流部21に送られてきた電力の一部(燃料ポンプ41に供給される電力以外の電力)が電力分配供給部22、23でエンジン電装機器42と車体電装機器43とに分配供給される。
[After engine start]
After determining that the control unit 31 has shifted to normal operation after the engine is started, the control unit 31 and the power
Specifically, as shown in FIG. 2, first, using a calibration map created in advance based on sensor information such as engine speed, throttle opening, cooling water temperature, air temperature, atmospheric pressure, etc., which changes from time to time, The control unit 31 determines the optimum distribution amount of the power supplied to each of the engine electrical equipment 42 and the vehicle body electrical equipment 43. And the control part 31 transmits a control signal to the electric power
このような構成からなる車両用電力供給システム1は以下の効果を奏する。
電力分配供給部22、23は、オルタネータ10に備えられた第1巻線11によって発電される電力を第1の電装機器群40に供給する第1電力供給部20に設けられ、制御部31は、オルタネータ10に備えられた第2巻線12によって発電される電力を第2の電装機器群50に供給する第2電力供給部30に設けられ、且つ電力分配供給部22、23及び制御部31は、エンジン始動時には相互に連携した動作を停止すると共に、第1電力供給部20及び第2電力供給部30は、第1巻線11と第2巻線12とがそれぞれ発電する電力をエンジンの始動に必要な燃料ポンプ41と第2の電装機器群50に集中的に供給する構成とすることで、いわゆるリコイルスターター方式のエンジンであっても、エンジンの始動を効率的且つ容易に行うことができる。
The vehicular
The power
またエンジン始動後の通常運転時には、電装機器の負荷状況に応じてエンジン電装機器42と車体電装機器43への電力分配量を制御部31が算出すると共に、制御部31が算出した電力分配量に基づいて、オルタネータ10で発電される電力を電力分配供給部22、23がエンジン電装機器42と車体電装機器43とに分配供給する構成とすることで、エンジン電装機器42と車体電装機器43に供給する電力を発電する巻線を一つの巻線に集約することができると共に、オルタネータ10(第1巻線11)が発電した電力をエンジン電装機器42、車体電装機器43の負荷状況に応じて無駄なく効率的に供給することができる。よって、エンジン電装機器42、車体電装機器43が必要とする以上の電力を発電する必要がなくなり、オルタネータ10の小型軽量化を実現することができる。これによって車両の小型軽量化を実現することができ、車両の加速性、登坂性等の性能向上、燃費の向上を図ることができる。また排ガス、排熱を削減することができ、環境負荷を低減することができる。
Further, during normal operation after the engine is started, the control unit 31 calculates the power distribution amount to the engine electrical device 42 and the vehicle body electrical device 43 according to the load status of the electrical device, and also calculates the power distribution amount calculated by the control unit 31. Based on the configuration, the power
また制御部31が算出する電力分配量は、運転状況に応じて算出されるエンジン電装機器42、車体電装機器43に対応する分配率と、電力消費量に影響を与える因子に対応する係数とに基づいて予め記憶部33に格納されたキャリブレーションマップを用いて求める構成とすることで、運転状況に合わせてオルタネータ10で発電される合計電力を効率的に最小限に削減することができる。
The power distribution amount calculated by the control unit 31 is a distribution rate corresponding to the engine electrical equipment 42 and the vehicle body electrical equipment 43 calculated according to the driving situation, and a coefficient corresponding to a factor that affects the power consumption. Based on the configuration obtained based on the calibration map stored in advance in the storage unit 33, the total power generated by the
また制御部31がオルタネータ10の各巻線11、12の出力電圧と第1電力供給部20の出力電圧とを常時モニターする構成とすることで、電気系統に異常が発生した場合に、不具合発生箇所の特定と必要な退避制御を迅速に実施することができる。
In addition, since the control unit 31 is configured to constantly monitor the output voltage of each of the windings 11 and 12 of the
このような構成の車両電力供給システム1をスノーモービル用のバッテリーレス式の車両用電力供給システムとして用いることで、スノーモービルの軽量化を実現することができ、加速性、登坂性等の性能向上、燃費の向上を図ることができるスノーモービルとすることができる。また排ガス、排熱を削減することができ、環境負荷を低減することができるスノーモービルとすることができる。
By using the vehicle
つまり、従来のスノーモービル用の車両用電力供給システム2においては、図3に示すように、エンジンの運転に必要なオイルポンプを含めたエンジン電装機器7用の電力を発電する第1巻線3aと、車体側の灯火類及びハンドウォーマー等の車体電装機器8用の電力を発電する第2巻線3bと、エンジンの点火系統機器、燃料噴射系統機器とそれを制御するECU用電力等の燃料・制御電装機器9用の電力を発電する第3巻線3cとの三つの巻線をオルタネータ3に備える構成とするものが一般的であった。
このような構成の車両用電力供給システムにおいては、3種類の異なる巻線で個別に発電する構成であるために、運転状況によっては巻線に対して電装機器により要求される以上の電力を発電することが生じる。このように過剰な電力が発電された場合、第1電力供給部4、第2電力供給部5、第3電力供給部6においては、電圧上昇を防ぐために電力を消費して電圧降下を発生させる事で、電装機器に掛かる電圧が一定になるように調整する。よって消費した電力は熱となり、放熱により廃却されることとなる。これは、エンジンが発電用に消費した燃料中の熱エネルギーの一部を無駄に廃棄していることであり、燃料経済性と環境上、問題であった。
That is, in the conventional vehicle
Since the vehicle power supply system having such a configuration is configured to generate power individually with three different types of windings, depending on the operating conditions, the windings generate more power than required by the electrical equipment. To occur. When excessive power is generated in this way, the first
また3種類の異なる巻線のそれぞれに接続された負荷の最大要求電力を巻線毎に満たす必要があることから、オルタネータ3の合計出力には十分に余裕を持たせる必要があり、オルタネータ3の寸法、重量が大きくなることで車両の軽量化を実現することができないという問題があった。またエンジンに加わる合計発電負荷が増大することから、車両走行上の加速性能や登坂性能を低下させる原因となるという問題があった。
In addition, since it is necessary to satisfy the maximum required power of the load connected to each of the three different types of windings for each winding, it is necessary to provide a sufficient margin for the total output of the
よって本発明の実施形態に係る車両用電力供給システム1の構成とすることで、オルタ―ネータ10の小型軽量化を図ることができると共に、車両の加速性、登坂性等の性能向上、燃費の向上及びそれら向上による排ガスの削減を実現することが可能となる。
Therefore, by adopting the configuration of the vehicle
なお本実施形態においては、電力分配供給部を二つ設ける構成としたが、このような構成に限るものではなく、電力分配供給部の数は二つ以上であれば適宜変更可能である。 In the present embodiment, two power distribution supply units are provided. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the number of power distribution supply units can be changed as appropriate as long as the number is two or more.
本発明によれば、オルタ―ネータの小型軽量化を図ることができると共に、車両の加速性、登坂性等の性能向上、燃費の向上及びそれら向上による排ガスの削減を実現することができ、特にスノーモービル等のバッテリーレス式の車両分野における産業上の利用性が高い。 According to the present invention, it is possible to reduce the size and weight of the alternator, improve performance of the vehicle such as acceleration and climbing performance, improve fuel efficiency, and reduce exhaust gas due to these improvements. Industrial applicability is high in the field of battery-less vehicles such as snowmobiles.
1 車両用電力供給システム
2 車両用電力供給システム
3 オルタネータ
3a 第1巻線
3b 第2巻線
3c 第3巻線
4 第1電力供給部
4a 調整・整流部
5 第2電力供給部
5a 調整・整流部
6 第3電力供給部
6a 調整・整流部
7 エンジン電装機器
8 車体電装機器
9 燃料・制御電装機器
10 オルタネータ
11 第1巻線
12 第2巻線
20 第1電力供給部
21 調整・整流部
22 電力分配供給部
23 電力分配供給部
30 第2電力供給部
31 制御部
32 調整・整流部
33 記憶部
40 第1の電装機器群
41 燃料ポンプ
42 エンジン電装機器
43 車体電装機器
50 第2の電装機器群
51 点火系統機器
52 燃料噴射系統機器
53 制御系統機器
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CN108099691A (en) * | 2016-11-25 | 2018-06-01 | 现代自动车株式会社 | For controlling the method and system of motor |
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