JP2021142800A - Electrical power system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載された電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply system mounted on a vehicle.
車両には、発電を行う発電機(例えば、オルタネータ)が設けられている。発電機が発電した電気は、バッテリに蓄えられる。発電機が発電した電気や、バッテリに蓄えられた電気は、制御用負荷にも供給される。制御用負荷は、供給された電気を用いて、例えば車両の走行を制御する。 The vehicle is provided with a generator (for example, an alternator) that generates electricity. The electricity generated by the generator is stored in the battery. The electricity generated by the generator and the electricity stored in the battery are also supplied to the control load. The control load uses the supplied electricity to control, for example, the running of the vehicle.
ところで、発電機が発電した電気が、例えば発電機の故障等により、制御用負荷に供給されない非常時のケースが想定されうる。このような非常時の場合には、制御用負荷は、電気が供給されないため正常に動作せず、車両の走行を適切に制御できないおそれがある。 By the way, an emergency case may be assumed in which the electricity generated by the generator is not supplied to the control load due to, for example, a failure of the generator. In such an emergency, the control load may not operate normally because electricity is not supplied, and the running of the vehicle may not be properly controlled.
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、非常時に制御用負荷に電気を供給可能な電源システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a power supply system capable of supplying electricity to a control load in an emergency.
本発明の一の態様においては、車両に搭載された電源システムであって、発電を行う第1発電機と、前記第1発電機から電気が供給され、走行中の前記車両を制御するための制御用負荷と、走行中の前記車両の車輪の動力が伝達される動力伝達軸に設けられた第2発電機と、を備え、前記第1発電機が発電した電気が前記制御用負荷に供給されない場合には、前記第2発電機が、前記動力を受けて非常用電気を発電して前記制御用負荷に供給する、電源システムを提供する。 In one aspect of the present invention, a power supply system mounted on a vehicle for controlling a first generator that generates electricity and the vehicle that is running and is supplied with electricity from the first generator. A control load and a second generator provided on a power transmission shaft to which the power of the wheels of the running vehicle is transmitted are provided, and electricity generated by the first generator is supplied to the control load. If not, the second generator provides a power supply system that receives the power to generate emergency electricity and supply it to the control load.
また、前記電源システムは、前記車輪から前記第2発電機への動力伝達経路上に設けられクラッチの動力伝達状態と遮断状態を切り替える制御部を更に備え、前記制御部は、前記第1発電機が発電した電気が前記制御用負荷に供給される場合には、前記クラッチを前記遮断状態にし、前記第1発電機が発電した電気が前記制御用負荷に供給されない場合には、前記クラッチを前記動力伝達状態にし、前記第2発電機に前記非常用電気を発電させることとしてもよい。 Further, the power supply system further includes a control unit provided on the power transmission path from the wheels to the second generator to switch between the power transmission state and the cutoff state of the clutch, and the control unit is the first generator. When the electricity generated by the generator is supplied to the control load, the clutch is brought into the disengaged state, and when the electricity generated by the first generator is not supplied to the control load, the clutch is released. The power transmission state may be set, and the second generator may generate the emergency electricity.
また、前記電源システムは、前記車両の車両電圧が所定値よりも小さいか否かを判定する電圧判定部を更に備え、前記制御部は、前記車両電圧が前記所定値よりも低いと判定された場合には、前記クラッチを前記動力伝達状態に切り替えることとしてもよい。 Further, the power supply system further includes a voltage determination unit for determining whether or not the vehicle voltage of the vehicle is smaller than a predetermined value, and the control unit determines that the vehicle voltage is lower than the predetermined value. In that case, the clutch may be switched to the power transmission state.
また、前記クラッチは、前記車両のプロペラシャフトに設けられており、前記電源システムは、前記クラッチと前記第2発電機の間に、ベルト又はギアから成る動力伝達部を更に備えることとしてもよい。 Further, the clutch may be provided on the propeller shaft of the vehicle, and the power supply system may further include a power transmission unit including a belt or a gear between the clutch and the second generator.
また、前記制御用負荷は、走行中の前記車両を停止させる制御を行うこととしてもよい。 Further, the control load may be controlled to stop the running vehicle.
本発明によれば、非常時に制御用負荷に電気を供給できるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that electricity can be supplied to the control load in an emergency.
<電源システムの構成>
本発明の一の実施形態に係る電源システムの構成について、説明する。
<Power system configuration>
The configuration of the power supply system according to the embodiment of the present invention will be described.
図1は、一の実施形態に係る電源システム1の構成を説明するための模式図である。電源システム1は、ここではトラック等の車両に搭載されている。電源システム1は、図1に示すように、エンジン10と、主発電機20と、バッテリ30と、電装品35と、制御用負荷40と、予備発電機50と、専用配線60と、制御装置70とを有する。なお、本実施形態では、主発電機20が第1発電機に該当し、予備発電機50が第2発電機に該当する。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of the power supply system 1 according to the embodiment. The power supply system 1 is mounted here in a vehicle such as a truck. As shown in FIG. 1, the power supply system 1 includes an
エンジン10は、車両の動力源であり、例えばディーゼルエンジンやガソリンエンジンである。エンジン10は、気筒(燃焼室)内に噴射された燃料と吸気の混合気を燃焼、膨張させて、動力を発生させる。
The
主発電機20は、エンジン10の動力を受けて回転して、発電を行う。主発電機20は、供給路38を介して、発電した電気をバッテリ30、電装品35、制御用負荷40に供給する。主発電機20は、例えばオルタネータである。主発電機20は、ベルト22を介してエンジン10の回転軸に連結されており、エンジン10の動力が伝達される。
The
バッテリ30は、充放電可能な蓄電池である。バッテリ30は、主発電機20が発電した電気によって、蓄電される。
The
電装品35は、車両に設けられた電子機器であり、例えばエアコンやライト等である。電装品35は、主発電機20やバッテリ30から供給された電気によって、動作を行う。
The
制御用負荷40は、車両を制御する負荷である。制御用負荷40は、主発電機20やバッテリ30から供給された電気を用いて動作し、走行中の車両を制御する。一例として、制御用負荷40は、車両のパワーステアリングのモータや、ECU(Electronic Control Unit)である。例えば、制御用負荷40は、走行中の車両を停止させる制御を行う。
The
予備発電機50は、例えば交流発電機であり、発電した電気を制御用負荷40に供給する。例えば、車両の走行中に、主発電機20が発電した電気や、バッテリ30に蓄電された電気が、制御用負荷40に供給されない場合に、予備発電機50が非常用電気を発電する。すなわち、予備発電機50は、車両走行中の非常時に、発電を行って制御用負荷40に非常用電気を供給する。これにより、制御用負荷40は、非常用電気の供給を受けて、走行中の車両を停止させる制御を行える。このように、車両走行中の非常時でも、制御用負荷40は、非常用電気で動作を継続できるため、走行中の車両を安全に停止させることが可能となる。
The
専用配線60は、予備発電機50が発電した非常用電気を、制御用負荷40に供給するための専用の供給線である。専用配線60は、予備発電機50と制御用負荷40の間を接続している。これにより、供給路38の途中で不具合が発生したとしても、専用配線60によって非常用電気を制御用負荷40に供給できる。
The
本実施形態では、専用配線60は、複数設けられており、供給線が多重化した状態となっている。ここでは、2つの専用配線60a、60bが、例えば隣接するように配置されている。これにより、2つの専用配線60a、60bのうちの一方の専用配線(例えば専用配線60a)に不具合が発生したとしても、他方の専用配線(専用配線60b)によって非常用電気を制御用負荷40に供給できる。この結果、信頼性を確保できる。
In the present embodiment, a plurality of
図2は、予備発電機50への動力伝達経路の一例を説明するための模式図である。
予備発電機50は、主発電機20の動力源であるエンジン10とは異なる動力源の動力を受けて、発電する。本実施形態では、予備発電機50は、走行中の車両の車輪80の動力(以下、説明の便宜上、車輪動力と呼ぶ)を受けて、発電を行う。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an example of a power transmission path to the
The
予備発電機50は、車輪動力が伝達される動力伝達軸に設けられている。具体的には、予備発電機50は、動力伝達軸であるプロペラシャフト82に設けられている。ただし、これに限定されず、予備発電機50は、車輪80の車軸84に設けられていてもよい。
The
本実施形態では、予備発電機50への車輪動力の伝達は、車輪80から予備発電機50への動力伝達経路上に設けられたクラッチ86によって切り替え可能となっている。クラッチ86は、プロペラシャフト82に設けられている。クラッチ86は、車輪動力を伝達する動力伝達状態(以下、単に伝達状態と呼ぶ)と、車輪動力を伝達させない遮断状態とを切り替え可能である。本実施形態では、クラッチ86は、電気が供給されると遮断状態となり、電気が供給されないと伝達状態となる。クラッチ86は、通常時は遮断状態となっており、上述した非常時に伝達状態に切り替わる。非常時には、クラッチ86に電気が供給されないが、電気が供給されない時にクラッチ86が伝達状態となることで、予備発電機50が非常用電気を発電できる。
In the present embodiment, the transmission of the wheel power to the
クラッチ86と予備発電機50の間には、ベルト又はギアから成る動力伝達部88が設けられている。クラッチ86が遮断状態では、動力伝達部88が車輪動力を伝達することがないので、動力伝達部88の使用頻度が少なく、この結果ベルトやギア等の摩耗を抑制できる。
A
制御装置70は、電源システム1の全体の動作を制御する。例えば、制御装置70は、制御用負荷40によって、走行中の車両を制御する。また、本実施形態では、制御装置70は、車両の走行中に、予備発電機50を発電させる制御を行う。制御装置70は、記憶部72と、制御部74を有する。
The
記憶部72は、例えばROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を含む。記憶部72は、制御部74が実行するためのプログラムや各種データを記憶する。
The
制御部74は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。制御部74は、記憶部72に記憶されたプログラムを実行することにより、予備発電機50による発電制御を行う。制御部74は、図1に示すように、電圧判定部742と、クラッチ制御部744として機能する。
The
電圧判定部742は、車両の車両電圧が所定値よりも小さいか否かを判定する。電圧判定部742は、供給路38(図1)の電圧を検出することで、車両電圧を特定できる。車両電圧は、主発電機20の発電状態に応じて変動し、主発電機20が動作しないと車両電圧が低下する。所定値は、主発電機20が発電していない状態の電圧の大きさである。このため、車両電圧が所定値よりも低い場合には、主発電機20に適切に発電せず、制御用負荷40に電気が供給されない状態と推定できる。
The
図3は、車両電圧の判定を説明するための模式図である。図3において、予備発電機50の動作開始電圧T1と、予備発電機50の動作停止電圧T2が示されている。動作開始電圧T1は、上記の所定値に該当し、制御用負荷40が動作を行う上で最低必要な電圧T3よりも大きく設定されている。動作停止電圧T2は、予備発電機50の動作の切り替えが頻繁に生じないように、動作開始電圧T1よりも大きく設定されている。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the determination of the vehicle voltage. In FIG. 3, the operation start voltage T1 of the
主発電機20が正常に動作して発電している際には、車両電圧は、図3(a)に示すように動作停止電圧T2よりも大きい。一方で、車両電圧が低下して、図3(b)に示すように動作開始電圧T1よりも低くなると、電圧判定部742は、車両電圧が所定値よりも低くなったと判定する。予備発電機50は、車両電圧が動作開始電圧T2よりも低いと、非常用電気を発電する。なお、予備発電機50が非常用電気を発電すると、車両電圧が大きくなる。そして、図3(c)に示すように車両電圧が動作停止電圧T2よりも大きくなると、予備発電機50が発電を停止する。
When the
クラッチ制御部744は、クラッチ86の伝達状態と遮断状態を切り替える制御部である。具体的には、クラッチ制御部744は、主発電機20が発電した電気が制御用負荷40に供給される場合には、クラッチ86を遮断状態にする。これにより、主発電機20が発電した電気が制御用負荷40に供給される場合には、予備発電機50に車輪動力が伝達されず、予備発電機50が発電を行わない。一方で、クラッチ制御部744は、主発電機20が発電した電気が制御用負荷40に供給されない場合には、クラッチ86を伝達状態にし、予備発電機50に非常用電気を発電させる。これにより、主発電機20が発電した電気が制御用負荷40に供給されない非常時には、走行中の車両の車輪動力が予備発電機50に伝達され、非常用電気を発電できる。
The
クラッチ制御部744は、電圧判定部742の判定結果に基づいて、クラッチ86の伝達状態と遮断状態とを切り替える。具体的には、クラッチ制御部744は、車両電圧が所定値以上であると判定された場合には、クラッチ86を遮断状態にする。一方で、クラッチ制御部744は、車両電圧が所定値よりも低いと判定された場合には、クラッチ86を伝達状態に切り替える。これにより、車両電圧の大きさを判定することで、走行中に制御用負荷40に電気が供給されない非常時か否かを容易に推定でき、クラッチ86の伝達状態と遮断状態を切り替えられる。
The
<本実施形態における効果>
上述した実施形態の電源システム1は、車輪80の車輪動力が伝達される動力伝達軸に設けられた予備発電機50を有する。予備発電機50は、主発電機20が発電した電気が制御用負荷40に供給されない場合に、車輪動力を受けて非常用電気を発電して制御用負荷40に供給する。
これにより、車両走行中に主発電機20が発電した電気が制御用負荷40に供給されない非常時でも、予備発電機50が、走行中の車両の車輪動力によって非常用電気を発電することで、制御用負荷40が動作を継続できる。この結果、制御用負荷40は、走行中の車両を安全に停止させることが可能となる。
<Effect in this embodiment>
The power supply system 1 of the above-described embodiment has a
As a result, even in an emergency when the electricity generated by the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof. be. For example, all or a part of the device can be functionally or physically distributed / integrated in any unit. Also included in the embodiments of the present invention are new embodiments resulting from any combination of the plurality of embodiments. The effect of the new embodiment produced by the combination also has the effect of the original embodiment.
1 電源システム
20 主発電機
40 制御用負荷
50 予備発電機
80 車輪
86 クラッチ
88 動力伝達部
742 電圧判定部
744 クラッチ制御部
1
Claims (5)
発電を行う第1発電機と、
前記第1発電機から電気が供給され、走行中の前記車両を制御するための制御用負荷と、
走行中の前記車両の車輪の動力が伝達される動力伝達軸に設けられた第2発電機と、
を備え、
前記第1発電機が発電した電気が前記制御用負荷に供給されない場合には、前記第2発電機が、前記動力を受けて非常用電気を発電して前記制御用負荷に供給する、
電源システム。 A power supply system installed in a vehicle
The first generator that generates electricity and
Electricity is supplied from the first generator, and a control load for controlling the running vehicle and a control load.
A second generator provided on the power transmission shaft to which the power of the wheels of the running vehicle is transmitted, and
With
When the electricity generated by the first generator is not supplied to the control load, the second generator receives the power to generate emergency electricity and supplies it to the control load.
Power system.
前記制御部は、
前記第1発電機が発電した電気が前記制御用負荷に供給される場合には、前記クラッチを前記遮断状態にし、
前記第1発電機が発電した電気が前記制御用負荷に供給されない場合には、前記クラッチを前記動力伝達状態にし、前記第2発電機に前記非常用電気を発電させる、
請求項1に記載の電源システム。 Further, a control unit provided on the power transmission path from the wheel to the second generator and switching between the power transmission state and the cutoff state of the clutch is provided.
The control unit
When the electricity generated by the first generator is supplied to the control load, the clutch is brought into the disengaged state.
When the electricity generated by the first generator is not supplied to the control load, the clutch is put into the power transmission state, and the second generator is made to generate the emergency electricity.
The power supply system according to claim 1.
前記制御部は、前記車両電圧が前記所定値よりも低いと判定された場合には、前記クラッチを前記動力伝達状態に切り替える、
請求項2に記載の電源システム。 A voltage determination unit for determining whether or not the vehicle voltage of the vehicle is smaller than a predetermined value is further provided.
When the control unit determines that the vehicle voltage is lower than the predetermined value, the control unit switches the clutch to the power transmission state.
The power supply system according to claim 2.
前記クラッチと前記第2発電機の間に、ベルト又はギアから成る動力伝達部を更に備える、
請求項2又は3に記載の電源システム。 The clutch is provided on the propeller shaft of the vehicle.
A power transmission unit including a belt or a gear is further provided between the clutch and the second generator.
The power supply system according to claim 2 or 3.
請求項1から4のいずれか1項に記載の電源システム。
The control load controls to stop the running vehicle.
The power supply system according to any one of claims 1 to 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020041231A JP2021142800A (en) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | Electrical power system |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2020041231A JP2021142800A (en) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | Electrical power system |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021142800A true JP2021142800A (en) | 2021-09-24 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2020041231A Pending JP2021142800A (en) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | Electrical power system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021142800A (en) |
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2020
- 2020-03-10 JP JP2020041231A patent/JP2021142800A/en active Pending
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