JP3665414B2 - 車両用給電装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動時の慣性エネルギを電気エネルギとして蓄積すると共に、この蓄積した電気エネルギを特定の電装負荷に供給する車両用給電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車輛に搭載されている電装負荷としては、スタータ及び点火コイル等のようにエンジンの運転状態を維持するために不可欠な通常負荷や、ヘッドランプ、ブレーキランプ、ウインカ、ホーン、ワイパモータ等のようにエンジン運転には直接支障を来さないが安全走行のためには欠かせない必要的負荷以外に、電気エネルギを熱源として使用する、いわゆる熱電気負荷がある。この熱電気負荷としては、例えば、冷態時の排気ガス浄化性能を向上させるために触媒を直接或いは二次的に加熱する触媒暖機装置、冬季においてシート、ステアリング、リヤガラス等を加熱する各種暖房装置、或いは夏季に使用するクーラーボックス等の、いわゆるペルチェ冷却装置があり、これらの熱電気負荷は、上述した通常負荷、或いは必要的負荷のように常時使用されるものではなく、冷態始動、暖機運転時等のようにエンジンからの熱エネルギを直接活用することが望めないとき、或いは高温時に短時間の補助冷却を必要とするときに使用するもので、動作する領域が、外気温度、及びエンジン温度に依存して決定され、又、動作時間も比較的短時間ではあるが、短時間に大きな熱エネルギを必要とする。
【０００３】
従来、この種の熱電気負荷に対しては、バッテリ、或いは発電機から給電していたが、消費電力が大きいため、バッテリ及び発電機の容量が大型化し、コストアップの要因となるばかりでなく、燃費の悪化をも招いていた。
【０００４】
そのため、本出願人は、特開平７−２６４７０８号公報において、通常使用する車載バッテリ以外に、重量当たりの出力（Ｋｗ／Ｋｇ）が通常の鉛蓄電池等の二次電池に比べて極めて高い電気二重層コンデンサを代表とする大容量コンデンサを併設し、制動時の慣性エネルギを回生して発電した電気エネルギを上記大容量コンデンサに充電し、この大容量コンデンサに充電された電気エネルギにて触媒加熱ヒータ等の電装負荷を発熱させる技術を提案した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記先行技術では、制動時の慣性エネルギで発電した電気エネルギを大容量コンデンサに充電するばかりでなく、電装負荷に対して給電すると共に、電圧変換器にて低電圧に変換した後、車載バッテリ及び低電圧負荷に給電するようにしているので、一般的な車載用発電機では容量不足となり、専用の発電機が必要となり、その分、コストアップになる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構造で、一般的な車載用発電機を使用して制動時の慣性エネルギを電気エネルギとして回収することが可能となり、しかも経済性に優れた車両用給電装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため第１の発明による車両用給電装置は、制動時の慣性エネルギを回生して発電された電気エネルギを充電する大容量コンデンサと、動作する温度領域が環境温度とエンジン温度とに依存して決定される電装負荷と、上記環境温度と上記エンジン温度とに基づき特定した温度領域に上記電装負荷が属するときは当該電装負荷に対し上記大容量コンデンサから電力を供給する制御回路とを備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明による車両用給電装置は、制動時の慣性エネルギを回生して発電された電気エネルギを充電する大容量コンデンサと、動作する温度領域が環境温度とエンジン温度とに依存して決定される電装負荷と、上記環境温度と上記エンジン温度とに基づき特定した温度領域に上記電装負荷が属するときは当該電装負荷に対し上記大容量コンデンサから電力を供給する制御回路と、上記大容量コンデンサの電気量が所定値に達したとき該大容量コンデンサに対する充電を停止する電気量制御回路とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明による車両用給電装置は、請求項２記載の車両用給電装置において、前記電気量制御回路が、制動時の慣性エネルギにて発電する発電機と前記大容量コンデンサとの間に上記発電機から上記大容量コンデンサ方向へ逆方向に介装するツェナーダイオードであることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明による車両用給電装置は、請求項１〜３の何れかに記載の車両用給電装置において、前記電装負荷が上記環境温度と上記エンジン温度により決定される温度領域毎に複数設けられ、前記制御回路で前記環境温度と前記エンジン温度とに基づき温度領域を特定し、当該温度領域に属する上記電装負荷に対して前記大容量コンデンサから電力を供給することを特徴とする。
【００１１】
すなわち、第１の発明による車両用給電装置では、制動時の慣性エネルギを回生して発電された電気エネルギを電気二重層コンデンサ等の大容量コンデンサに必要量充電する。又、制御回路では、環境温度とエンジン温度とに基づき現在の温度領域を特定し、該環境温度とエンジン温度とに依存する電装負荷が上記温度領域に属するときは、該電装負荷に対し上記大容量コンデンサから電力を供給する。
【００１２】
第２の発明による車両用給電装置では、制動時の慣性エネルギを回生して発電された電気エネルギを大容量コンデンサに必要量充電する。そして、充電時における大容量コンデンサの電気量が所定値に達したとき、当該充電を停止する。又、制御回路では、環境温度とエンジン温度とに基づき現在の温度領域を特定し、該環境温度とエンジン温度とに依存する電装負荷が上記温度領域に属するときは、該電装負荷に対し上記大容量コンデンサから電力を供給する。
【００１３】
第３の発明による車両用給電装置では、上記第２の発明による車両用給電装置において、前記電気量制御回路を、制動時の慣性エネルギにて発電する発電機と前記大容量コンデンサとの間に、上記発電機から上記大容量コンデンサに対して逆方向に介装するツェナーダイオードで構成したことで、上記大容量コンデンサに充電する電気量がツェナーダイオードのツェナー電圧にて管理される。
【００１４】
第４の発明による車両用給電装置は、第１〜３の発明の車両用給電装置において、環境温度とエンジン温度とに基づき決定する温度領域毎に電装負荷が備えられており、環境温度とエンジン温度とに基づき特定した現在の温度領域に属する電装負荷があるときは、当該電装負荷に対し上記大容量コンデンサから電力を供給する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１に車両用給電装置の回路図を示す。
【００１６】
同図の符号１は、例えばエンジンの出力軸、或いはパワートレーンに連設されているオルタネータ等の車載用交流発電機で、発電される交流電圧は内蔵するボルテージレギュレータにより電圧制御されると共に、整流器により全波整流されて直流の定格電圧として出力される。
【００１７】
上記車載用交流発電機１には、バッテリ２とリレースイッチ３のリレー接点とが並列接続されている。上記リレースイッチ３のリレー接点に、該リレー接点に対して順方向に接続するダイオード４、及び抵抗５を介して大容量コンデンサの一例である電気二重層コンデンサ６の正極に接続されている。この電気二重層コンデンサ６は、パワー密度（Ｋｗ／Ｋｇ）が鉛蓄電池等の通常の二次電池に比し１０倍以上と高く、しかも、二次電池のように電気化学的な変化を伴わないので半永久的な寿命を有し、その上、内部抵抗が小さいので充放電効率が高く、従って、急速充放電が可能であり、短時間に発生する電力を効率よく充電することが出来ると共に、バッテリ２では直接給電することの出来ない消費電力の大きい電装負荷に対しても電力を供給することが出来る。
【００１８】
又、上記リレースイッチ３のリレーコイルの一端が、該リレーコイルに対して逆方向に介装するツェナーダイオード７と、ブレーキペダル踏込み時にＯＮ動作するブレーキスイッチ８とを介して上記車載用発電機１の出力側に接続され、一方、上記リレーコイルの他端が上記電気二重層コンデンサ６の正極に接続されている。ここで、上記ツェナーダイオード７は、上記電気二重層コンデンサ６に充電される電気量を制御する電気量制御回路を構成する。尚、このツェナーダイオード７のツェナー電圧は、上記電気二重層コンデンサ６の静電容量、及び上記車載用交流発電機１の短時間定格電圧等に基づいて設定される。
【００１９】
上記ブレーキスイッチ８がＯＮしたとき上記車載用発電機１からツェナーダイオード７へツェナー電圧以上の逆方向電圧が印加されると、リレースイッチ３のリレーコイルへ逆方向の電流が流れて、該リレーコイルが励磁され、リレー接点がＯＮし、上記車載用発電機１で発電された電気エネルギにて電気二重層コンデンサ６に充電される。そして、この電気二重層コンデンサ６に充電された電気量が所定値に達したとき、すなわち、該電気二重層コンデンサ６の端子電圧Ｖｃが上記ツェナーダイオード７のツェナー電圧よりも高くなると、上記ブレーキスイッチ８がＯＮ状態にあっても、該ツェナーダイオード７から逆方向電流が流れなくなり、リレースイッチ３のリレーコイルの励磁が解除され、該リレースイッチ３がＯＦＦし、上記電気二重層コンデンサ６に対する充電が停止される。従って、上記ツェナーダイオード７のツェナー電圧を変えるだけで上記電気二重層コンデンサ６に充電する電気量を適正に設定することができ、又、消費した電気量だけ自動的に充電させることかできるため、上記ツェナーダイオード７により電気二重層コンデンサ６の電気量を常時管理することが出来る。
【００２０】
一方、符号９は制御回路で、この制御回路９の入力端子に上記電気二重層コンデンサ６の正極、及びエンジン温度の代表である冷却水温度（Ｔｗ）を検出する冷却水温センサ１０、及び環境温度の代表である車室内温度（Ｔｒ）を検出する車室温度センサ１１が接続され、又、出力端子に、電気エネルギを熱エネルギとして消費する電装負荷の一例である触媒暖機装置１２、各種暖房装置１３、ペルチェ冷却装置１４が接続されている。触媒暖機装置１２は、冷態時の排気ガス浄化性能を向上させるために触媒を直接或いは二次的に加熱する電装負荷、各種暖房装置１３は寒冷条件時に使用するシートウォーマ１３ａ、ステアリングウォーマ１３ｂ、デフォツガ１３ｃ等の電装負荷、ペルチェ冷却装置１４は、例えば夏季に使用するクーラーボックス等の電装負荷であり、これらの各電装負荷の動作する温度領域は殆ど重複せず互いに相違している（詳細については後述する）。
【００２１】
上記制御回路９では、上記冷却水温センサ１０から出力される冷却水温信号Ｖｗと上記車室温度センサ１１から出力される車室温信号Ｖｒとに基づき、上記各電装負荷１２，１３，１４の何れに対して電気二重層コンデンサ６の電圧Ｖｃを給電するかを決定する。図３に示すように、上記各電装負荷１２，１３，１４に給電する温度領域は、冷却水温（Ｔｗ）と車室温度（Ｔｒ）とに依存して決定される。
【００２２】
すなわち、（１）触媒暖機装置１２に対して給電する触媒暖機領域は、本実施の形態では、冷却水温度Ｔｗの上限設定温度Ｔｗ１を３０℃、下限設定温度Ｔｗ４を１０℃、又、車室温度Ｔｒの上限設定温度Ｔｒ１を５０℃、下限設定温度Ｔｒ４を１０℃とし、触媒暖機領域をＴｗ４＜Ｔｗ≦Ｔｗ１、且つ、Ｔｒ４＜Ｔｒ≦Ｔｒ１に設定している。
【００２３】
（２）一方、各種暖房装置１３に対して給電する各種暖房領域は、各上限設定温度Ｔｗ３，Ｔｒ３を、上記触媒暖機領域の下限設定温度Ｔｗ４，Ｔｒ４よりもやや高く設定し、それ以下の温度領域（Ｔｗ≦Ｔｗ３、且つ、Ｔｒ≦Ｔｒ３）を各種暖房領域とし設定することで、上記各種暖房装置１３に対する給電を寒冷条件下のみに限定する。
（３）又、ペルチェ冷却装置１４に対して給電するペルチェ冷却領域は、その下限設定温度Ｔｗ２，Ｔｒ２を、上記触媒暖機領域の上限設定値Ｔｗ１，Ｔｒ１よりもやや低く設定、それよりも高い温度領域（Ｔｗ２＜Ｔｗ、且つ、Ｔｒ２＜Ｔｒ）をペルチェ冷却領域とする。
【００２４】
尚、上記車室温度Ｔｒが外気温度とほぼ同じと仮定した場合、該車室温度Ｔｒは環境温度に依存する長期的な変動要素であり、冷却水温度Ｔｗはエンジン始動から停止するまでの短期的な変動要素である。
【００２５】
図２に上記制御回路９の具体例を示す。この制御回路９には上記冷却水温Ｔｗと設定温度Ｔｗ１〜Ｔｗ４とを比較する第１〜第４の比較器２１〜２４、及び上記車室温度Ｔｒと設定温度Ｔｒ１〜Ｔｒ４とを比較する第５〜第８の比較器２５〜２８が設けられている。
【００２６】
上記第１〜第４の比較器２１〜２４の各反転入力端子が、直列に接続される各抵抗Ｒ１〜Ｒ５間に所定に分圧接続され、各反転入力端子に上記設定温度Ｔｗ１〜Ｔｗ４に対応する基準電圧Ｖｗ１〜Ｖｗ４が各々入力される。又、上記第１〜第４の比較器２１〜２４の各非反転入力端子に冷却水温センサ１０から出力される冷却水温度Ｔｗに比例する冷却水温信号Ｖｗが入力される。
【００２７】
一方、上記第５〜第８の比較器２５〜２８の各反転入力端子が、直列に接続される各抵抗Ｒ６〜Ｒ１０間に所定に分圧接続されて、上記設定温度Ｔｒ１〜Ｔｒ４に対応する基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒ４が各々入力される。又、上記第５〜第８の比較器２５〜２８の各非反転入力端子に車室温度センサ１１から出力される車室温度Ｔｒに比例する車室温信号Ｖｒが入力される。
【００２８】
上記各比較器２１〜２８の各出力端子が、触媒暖機領域判定用ＡＮＤ回路３３、各種暖房領域判定用ＡＮＤ回路３４、ペルチェ冷却領域判定用ＡＮＤ回路３５の各入力端子に選択的に接続される。
【００２９】
上記触媒暖機領域判定用ＡＮＤ回路３３は４つの入力端子を有し、１つの入力端子に第１の比較器２１の出力端子がインバータ回路２９を介して接続され、他の１つの入力端子に第４の比較器２４の出力端子が接続され、その他の１つの入力端子に第５の比較器２５の出力端子がインバータ回路３１を介して接続され、残りの入力端子に第８の比較器２８の出力端子が接続されている。又、各種暖房領域判定用ＡＮＤ回路３４の入力端子に、第３の比較器２３の出力端子と第７の比較器２７とがインバータ回路３０，３２を介しそれぞれ接続されている。更に、ペルチェ冷却領域判定用ＡＮＤ回路３５の入力端子に、第２の比較器２２の出力端子と第６の比較器の出力端子とがそれぞれ接続されている。
【００３０】
一方、触媒暖機領域判定用ＡＮＤ回路３３の出力端子が触媒暖機装置駆動用トランジスタ３６のベースに接続され、各種暖房領域判定用ＡＮＤ回路３４の出力端子が各種暖房装置駆動用トランジスタ３７のベースに接続され、更に、ペルチェ冷却領域判定用ＡＮＤ回路３５の出力端子がペルチェ冷却装置駆動用トランジスタ３８のベースに接続されている。
【００３１】
上記各トランジスタ３６〜３８のエミッタが接地され、コレクタが対応する各リレースイッチ３９〜４１のリレーコイルを介して定電圧源に接続されている。又、上記各リレースイッチ３９〜４１のリレー接点の一端が上記電気二重層コンデンサ６の正極に並列接続されていると共に、他端が触媒暖機装置１２、各種暖房装置１３、ペルチェ冷却装置１４にそれぞれ接続されている。
【００３２】
次に、上記構成による実施の形態の動作について説明する。
【００３３】
走行中にブレーキペダルを踏み込むと、図１に示すブレーキスイッチ８がＯＮし、発電機１からの発電電圧がツェナーダイオード７のツェナー電圧よりも高いとき、リレースイッチ３のリレーコイルが上記ツェナーダイオード７から逆方向に流れる電流により励磁され、リレースイッチ３がＯＮする。すると、制動時の慣性エネルギによって発電された電気エネルギがダイオード４、抵抗５を介して電気二重層コンデンサ６に充電される。尚、このときの上記発電機１の発電電圧は通常よりも高く設定することで、制動時の慣性エネルギを電気エネルギとして効率よく回収することができる。
【００３４】
上記電気二重層コンデンサ６の端子電圧Ｖｃは、上記抵抗５と電気二重層コンデンサ６の静電容量との積によって決定される時定数で上昇され、この端子電圧Ｖｃが上記ツェナーダイオード７のツェナー電圧よりも高くなると、該ツェナーダイオード７に対して逆方向の電流が流れなくなり、上記リレースイッチ３のリレーコイルの励磁が解除され、リレースイッチ３がＯＦＦし、上記電気二重層コンデンサ６に対する充電が停止する。従って、電気二重層コンデンサ６の電気量が上記ツェナーダイオード７のツェナー電圧で自動的に制御され、電気二重層コンデンサ６に対しては、消費された電気量のみが自動的に充電されることになる。
【００３５】
このように、本実施の形態では、上記リレースイッチ３のリレーコイルと上記ブレーキスイッチ８との間にツェナーダイオード７を直列に接続するだけの簡単な回路構成で上記電気二重層コンデンサ６に対する電気量を管理することが出来るばかりでなく、ツェナー電圧を変えることで、電気二重層コンデンサ６に対する電気量を適宜可変設定することが出来る。
【００３６】
又、ブレーキペダルを解放し、或は上述のように電気二重層コンデンサ６の端子電圧Ｖｃがツェナーダイオード７のツェナー電圧以上となることで、リレースイッチ３がＯＦＦすると、上記発電機１で発電した電気エネルギにてバッテリ２が充電されると共に、点火コイル等の通常負荷へ、該発電機１から適宜給電される。尚、リレースイッチ３がＯＮ状態のときは、上記通常負荷に対してはバッテリ２から給電される。
【００３７】
上記電気二重層コンデンサ６の電気量は上記制御回路９へ適宜放電される。図２に示すように、上記制御回路９では、上記冷却水温センサ１０から出力される冷却水温信号Ｖｗと車室温度センサ１１から出力される車室温信号Ｖｒとに基づき、上記電気二重層コンデンサ６の電気エネルギを、触媒暖機装置１２と各種暖房装置１３とペルチェ冷却装置１４との何れに供給するかを判断する。
【００３８】
すなわち、第１〜４の比較器２１〜２４の非反転入力端子には、冷却水温センサ１０からの冷却水温信号Ｖｗが入力され、一方、第５〜８の比較器２５〜２８の非反転入力端子に車室温度センサ１１からの車室温信号Ｖｒが入力されている。又、第１〜４の比較器２１〜２４の反転入力端子には、冷却水温度Ｔｗ１〜Ｔｗ４に対応する基準電圧Ｖｗ１〜Ｖｗ４がそれぞれ入力され、一方、第５〜８の比較器２５〜２８の反転入力端子には、車室温度Ｔｒ１〜Ｔｒ４に対応する基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒ４がそれぞれ入力される。
【００３９】
そして、第１〜第４の比較器２１〜２４において、反転入力端子に入力される基準電圧Ｖｗ１〜Ｖｗ４と非反転入力端子に入力される冷却水温信号Ｖｗとをそれぞれ比較し、各基準電圧Ｖｗ１〜Ｖｗ４より冷却水温信号Ｖｗが低いとき（Ｖｗｉ(i=1,2,3,4)≧Ｖｗ）、該当する比較器２１〜２４の出力端子からＬ信号が出力され、又、各基準電圧Ｖｗ１〜Ｖｗ４より冷却水温信号Ｖｗが高いとき（Ｖｗｉ(i=1,2,3,4)＜Ｖｗ）、該当する比較器２１〜２４の出力端子からＨ信号が出力される。
【００４０】
一方、第５〜第８の比較器２５〜２８において、反転入力端子に入力される基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒ４と非反転入力端子に入力される車室温信号Ｖｒとをそれぞれ比較し、各基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒ４より車室温信号Ｖｒが低いとき（Ｖｒｉ(i=1,2,3,4)≧Ｖｒ）、該当する比較器２５〜２８の出力端子からＬ信号が出力され、又、各基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒ４より車室温信号Ｖｒが高いとき（Ｖｒｉ(i=1,2,3,4)＜Ｖｒ）、該当する比較器２５〜２８の出力端子からＨ信号が出力される
触媒暖機領域判定用ＡＮＤ回路３３の入力端子には、第４，第８の比較器２４，２８の出力端子からの信号が入力されると共に、第１，第５の比較器２１，２５の出力端子からの信号がインバータ回路２９，３１により反転されて入力される。従って、現在の温度領域が触媒暖機領域（図３参照）にあるとき、上記触媒暖機領域判定用ＡＮＤ回路３３の入力端子には、第４，第８の比較器２４，２８の出力端子からＨ信号が出力され、且つ、第１，第５の比較器２１，２５の出力端子からＬ信号が出力されるため、触媒暖機装置駆動用トランジスタ３６のベースにＨ信号を出力し、該トランジスタ３６がＯＮし、リレースイッチ３９のリレーコイルが励磁されて、リレー接点がＯＮし、電気二重層コンデンサ６から触媒暖機装置１２に電力が供給される。一方、現在の温度領域が触媒暖機領域から外れているときは、上記第４の比較器２４と第８の比較器２８との何れかの出力端子からＬ信号が出力され、或いは、第１の比較器２１と第５の比較器２５との何れかの出力端子からのＨ信号が出力されるため、上記触媒暖機領域判定用ＡＮＤ回路３３の出力端子からＬ信号が出力され、上記触媒暖機装置駆動用トランジスタ３６がＯＦＦし、従って、リレースイッチ３９がＯＦＦし、上記触媒暖機装置１２に対する給電が停止する。
【００４１】
各種暖房領域判定用ＡＮＤ回路３４の入力端子には、第３の比較器２３の出力端子と第７の比較器２７の出力端子との出力信号がインバータ回路３０，３２を介して反転入力される。従って、現在の温度領域が各種暖房領域（図３参照）にあるときは、上記第３，第７の比較器２３，２７の出力端子からＬ信号が出力されるため、上記各種暖房領域判定用ＡＮＤ回路３４の出力端子からＨ信号が各種暖房装置駆動用トランジスタ３７のベースに出力され、このトランジスタ３７がＯＮし、リレースイッチ４０のリレーコイルが励磁されて、リレー接点がＯＮし、電気二重層コンデンサ６から各種暖房装置１３に電力が供給される。一方、現在の温度領域が上記各種暖房領域から外れているときは、上記第３の比較器２３と第７の比較器２７との何れかの出力端子からＨ信号が出力されるため、各種暖房領域判定用ＡＮＤ回路３４の出力端子からＬ信号が出力され、上記各種暖房装置駆動用トランジスタ３７がＯＦＦし、従って、リレースイッチ４０がＯＦＦし、上記各種暖房装置１３に対する給電が停止する。
【００４２】
ペルチェ冷却領域判定用ＡＮＤ回路３５の入力端子には、第２の比較器２２の出力端子と第６の比較器２６の出力端子との出力信号が入力される。従って、現在の温度領域がペルチェ冷却領域（図３参照）にあるとき、上記第２，第６の比較器２２，２６の出力端子からＨ信号が出力されるため、上記ペルチェ冷却領域判定用ＡＮＤ回路３５の出力端子からＨ信号がペルチェ冷却装置駆動用トランジスタ３８のベースに出力され、このトランジスタ３８がＯＮし、リレースイッチ４１のリレーコイルが励磁されて、リレー接点がＯＮし、電気二重層コンデンサ６からペルチェ冷却装置１４に電力が供給される。一方、温度領域がペルチェ冷却領域から外れているとき、上記第２の比較器２２と第６の比較器２６との何れかの出力端子からＬ信号が出力されるため、ペルチェ冷却領域判定用ＡＮＤ回路３５の出力端子からＬ信号が出力され、従って、リレースイッチ４１がＯＦＦし、上記ペルチェ冷却装置１４に対する給電が停止される。
【００４３】
ところで、車室温度Ｔｒが外気温度に依存すると仮定した場合、エンジン始動から停止までの間、上記車室温度Ｔｒがほぼ一定していると考えることができ、従って、エンジン稼働中は冷却水温Ｔｗが支配的要因となって、各温度領域が特定される。すなわち、図３に示すように、車室温度Ｔｒが触媒暖機領域の下限設定値Ｔｒ４より低い極寒時には（Ｔｒ＜Ｔｒ４）、冷却水温Ｔｗが上昇しても触媒暖機領域には属さないので、触媒暖機装置１２に対して電力は供給されない。同様に、車室温度Ｔｒが各種暖房領域の上限設定値Ｔｒ３とペルチェ冷却領域の下限設定値Ｔｒ２との間の比較的暖い状態にあるとき（Ｔｒ３＜Ｔｒ≦Ｔｒ２）、各種暖房装置１３に対する給電は不要となり、冷却水温度Ｔｗが触媒暖機領域に属したときのみ触媒暖機装置１２に対して給電を行う。尚、この触媒暖機装置１２に対する給電は、時間調整回路等を設け、給電開始から所定時間経過後に自動的に遮断するようにしても良い。
【００４４】
又、車室温度Ｔｒが触媒暖機領域の上限設定値Ｔｒ１よりも高い比較的高温状態のときは（Ｔｒ＞Ｔｒ１）、冷却水温Ｔｗがペルチェ冷却領域に属するときにのみ、ペルチェ冷却装置１４に対して給電を行う。
【００４５】
その結果、エンジン始動から停止までの間において、現在、何れの温度領域に属するかは、冷却水温度Ｔｗが支配的要因となって決定されるため、各種暖房領域と触媒暖機領域とが重複する時間、或いは触媒暖機領域とペルチェ冷却領域とが重複する時間は僅となり、しかも、各種暖房領域とペルチェ冷却領域とが１回のエンジン運転状態において同時に属することはなく、従って、制動時の慣性エネルギで充電した電気二重層コンデンサ６の電気量で上記触媒暖機装置１２、各種暖房装置１３、ペルチェ冷却装置１４の各電装負荷に対する給電を十分に賄うことが出来る。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、制動時の慣性エネルギによって発電された電気エネルギを大容量コンデンサに充電し、この大容量コンデンサから環境温度とエンジン温度とに依存する電装負荷に対して電力を供給するようにしたので、本来熱エネルギとして消費される慣性エネルギを有効に利用することができ、その分、燃費が改善されるばかりでなく、車載バッテリの負担が軽減され、しかも、上記大容量コンデンサに対しては制動時のみ充電されるため、発電機の負担が少なく、また専用の発電機を用いることなく、従来の車載用発電機を用いて充電することが可能となり、経済的である。
【００４７】
請求項２記載の発明によれば、上記大容量コンデンサの電気量が所定値に達したときは、上記大容量コンデンサに対する充電を停止するようにしたので、上述した効果に加えて、上記大容量コンデンサに対しては消費された電気量のみが充電されることになり、上記大容量コンデンサに対する電気量を適正に管理することが出来る。
【００４８】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明において、発電機と上記大容量コンデンサとの間に上記発電機から上記大容量コンデンサ方向へ逆方向に介装するツェナーダイオードにより電気量制御回路を構成したので、構造が簡単で、しかも、ツェナーダイオードのツェナー電圧を変えるだけで、上記大容量コンデンサに充電される電気量を適正に制御することができ、電気量の設定が容易なばかりか、例えば電力消費量の大きな電装負荷を追加するような場合であっても、ツェナーダイオードを交換するだけで簡単に対応することが出来る。
【００４９】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３記載の発明において、上記電装負荷を温度領域毎に複数種類備え、制御回路において、各電装負荷を前記環境温度と前記エンジン温度とに基づき特定した温度領域に、何れかの電装負荷が属しているときは、該電装負荷に対して前記大容量コンデンサから電力を供給するようにしたので、温度領域毎に電装負荷を複数種類併設した場合であっても、各電装負荷に対する給電を１つの大容量コンデンサで十分に賄うことができ、システムの簡素化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用給電装置の回路図
【図２】制御回路の具体的回路図
【図３】電装負荷の動作領域を示す図
【符号の説明】
１…発電機
６…大容量コンデンサ（電気二重層コンデンサ）
７…電気量制御回路（ツェナーダイオード）
９…制御回路
１２，１３，１４…電装負荷
Ｔｒ…環境温度（車室温度）
Ｔｗ…エンジン温度（冷却水温度）

Claims (4)

1. 制動時の慣性エネルギを回生して発電された電気エネルギを充電する大容量コンデンサと、
   動作する温度領域が環境温度とエンジン温度とに依存して決定される電装負荷と、
   上記環境温度と上記エンジン温度とに基づき特定した温度領域に上記電装負荷が属するときは当該電装負荷に対し上記大容量コンデンサから電力を供給する制御回路とを備えることを特徴とする車両用給電装置。
2. 制動時の慣性エネルギを回生して発電された電気エネルギを充電する大容量コンデンサと、
   動作する温度領域が環境温度とエンジン温度とに依存して決定される電装負荷と、
   上記環境温度と上記エンジン温度とに基づき特定した温度領域に上記電装負荷が属するときは当該電装負荷に対し上記大容量コンデンサから電力を供給する制御回路と、
   上記大容量コンデンサの電気量が所定値に達したとき該大容量コンデンサに対する充電を停止する電気量制御回路とを備えることを特徴とする車両用給電装置。
3. 前記電気量制御回路が、制動時の慣性エネルギにて発電する発電機と前記大容量コンデンサとの間に上記発電機から上記大容量コンデンサ方向へ逆方向に介装するツェナーダイオードであることを特徴とする請求項２記載の車両用給電装置。
4. 前記電装負荷が上記環境温度と上記エンジン温度により決定される温度領域毎に複数設けられ、
   前記制御回路で前記環境温度と前記エンジン温度とに基づき温度領域を特定し、当該温度領域に属する上記電装負荷に対して前記大容量コンデンサから電力を供給することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の車両用給電装置。

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