JP4081108B2 - 車両用電源装置 - Google Patents
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Description
2輪車の場合はバッテリーが放電した際にはキックレバーにより始動を行うことになるが、キック始動時においては、エンジンのクランク軸の回転数が低く、クランク軸の回転によって発電する発電機から出力される電流は少なく、さらにその電流の大部分は放電したバッテリーに流入するため、燃料噴射装置に十分な電力が供給されず正常な作動ができなくなるためエンジンを始動することができなくなることがあった。
しかしながら、バッテリーの放電状態(言い換えれば、充電状態)とバッテリー電圧には相関はあるものの、例えば12V系バッテリーの場合、充電状態が0〜100%の範囲でバッテリー電圧は1V程度しか変化せず、また、バッテリーの極板にサルフェーションが発生しバッテリーが劣化状態となった場合にはバッテリー電圧と充電状態に別の相関が生じるため、バッテリー電圧の検出による充電状態の検出は精度が悪かった。
従って、最悪の場合は、バッテリーの充電状態が十分でないにもかかわらず発電機とバッテリーの遮断が適切に行われずエンジンが始動できない場合があった。さらに、キック手段検出手段を必要とするためシステムが複雑化し、コスト高や信頼性の低下を招く場合があった。
特に、特許文献2に示されているような、燃料ポンプとインジェクタの機能を有するインジェクションモジュールを使用する場合は、インジェクションモジュール駆動時の瞬時消費電流が大きいためバッテリー充電状態が不十分な状態ではエンジンの始動が困難であり、発電機からバッテリーへの電流路を制御手段で自動的に遮断する場合は正確な充電状態の判定が必要となるが、上記のようにバッテリー電圧からバッテリー充電状態の正確な把握は困難であった。
この発明による実施の形態1を図1および図2について説明する。図1は実施の形態1における車両用電源装置を搭載した車両の電気回路の構成を示す接続図である。図2は実施の形態1における車両用電源装置を搭載した車両の電気回路の変形構成を示す接続図である。
整流され平滑化された磁石式交流発電機1の出力は、イグニッションスイッチ4を介してエンジンの制御装置5に印加されるとともに、第1のスイッチ手段6を介して車両に搭載されたバッテリー9に印加される。第1のスイッチ手段6にはダイオード7および第2のスイッチ手段8がそれぞれ並列接続されている。
エンジン制御装置5は、次に述べるように、インテークマニホールド内に燃料を噴射する燃料噴射装置FCと、点火プラグにより混合気に点火する点火装置FPの機能を有する。一般には、燃料噴射制御機能と点火制御機能は1つの制御手段にまとめられコントロールユニットとして構成されている。
エンジン制御装置5は、マイクロコンピュータ,メモリ,入出力回路を内蔵し電子制御燃料噴射装置FCとしての燃料噴射制御機能と点火装置FPとしての点火制御機能とを有するコントロールユニット10、エンジンの負荷を検出するための吸気管圧力センサ11、エンジンの吸入空気の温度を検出する吸気温センサ12、エンジンのシリンダ外壁面に取り付けられエンジンの温度を測定するエンジン温センサ13、スロットル弁(図示せず)の開度を検出するスロットルポジションセンサ14、クランク軸の回転を検出するクランク角センサ15、吸気管に燃料を噴射するインジェクタ16、インジェクタ16に燃料を送るための燃料ポンプ17、燃料ポンプリレー18、点火用のイグニッションコイル19によって構成されている。
ここで、吸気管圧力センサ11,吸気温センサ12,エンジン温センサ13,スロットルポジションセンサ14およびクランク角センサ15のセンサ出力はコントロールユニット10に入力されている。インジェクタ16および燃料ポンプ17はコントロールユニット10からの出力により動作する。
第1のスイッチ手段6は、外部から人が押しボタンを押圧操作する押しボタンスイッチで構成されており、外部から人が押しボタンを押している間OFFとなり、ボタンを離すとON状態となる。
第2のスイッチ手段8はリレーで構成され、エンジン停止時はOFFとなっており、コントロールユニット10からの出力によりONさせることができる。
通常、エンジンがかかっている状況では、交流発電機1からの電流はレギュレータ2を経て直流化され、コンデンサ3で平滑化され、ONされたイグニッションスイッチ4からエンジン制御装置5に供給される。また、交流発電機1からの電流は、通常ON状態となっているスイッチ手段6、あるいはコントロールユニット10によりONされたスイッチ手段8を経てバッテリー9へ流入しバッテリー9を充電する。
一般には、エンジンのアイドリング回転数において、交流発電機1の発電電力は車両が必要とする電力を上回るように設計されている。
バッテリー9が充電状態にある場合は、イグニッションスイッチ4をONすることにより、エンジン制御装置5はバッテリーからの給電により正常に作動し、エンジンを始動することができる。この場合の始動は、バッテリー9の給電によりスタータモーターを駆動する場合と、外部から人かキックレバーを操作する場合がある。
一方、バッテリー9が放電状態にある場合は、スタータモーターを駆動することができず、キックレバーによる始動を行うことになる。イグニッションスイッチ4をONにして、キックレバーを操作すると交流発電機1は発電を開始するが、交流発電機1からの発電電流の大部分は放電したバッテリー9に流入するため、エンジン制御装置5の電源電圧が上昇せずに、エンジン制御装置5は正常に作動しない。この場合は燃料の噴射あるいは点火が正常に行われずエンジンを始動することができない。
そうすると、交流発電機1からバッテリー9へ流入する電流は遮断されるため交流発電機1からの発電電流はエンジン制御装置5に供給され、エンジン制御装置5は正常に動作できるため、エンジンを始動することができる。
コントロールユニット10が、バッテリー9の端子電圧から放電状態を把握して、所定の放電状態にある場合に、交流発電機1とバッテリー9の間の電流路を遮断する方法が考えられるが、バッテリー9の端子電圧の測定からバッテリーの放電状態を正確に把握することは困難であった。
従って、スタータが作動せず、さらにキック操作でも作動できない場合、外部から手動でスイッチ手段を操作する方が確実にエンジンを始動することができる。
スイッチ補助機構20が、スイッチ手段6の遮断を維持する時間の設定は、キック始動にかかるであろうと予測される時間より長く設定される。
このように構成すれば、スイッチ手段8が無い場合においても、エンジン始動後に自動的にバッテリーの充電を開始できる。
この発明による実施の形態2を図3について説明する。図3は実施の形態2における車両用電源装置を搭載した車両の電気回路の構成を示す接続図である。
この実施の形態2において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
そして、バッテリー9と負荷21の間の電流路を遮断するための第3のスイッチ手段22、および、第1のスイッチ手段6と第3のスイッチ手段22を連動させるための連動手段23、ならびに、エンジン制御装置5によって操作される第4のスイッチ手段24が設けられている。
図1と同じ構成の部分については実施の形態1で説明したため、それ以外の部分について説明する。
バッテリー9が放電状態にある場合、負荷21がバッテリー9と接続されているとエンジンの始動に寄与しない電流が、負荷21に流入するため、エンジン制御装置5への給電が少なくなりエンジンを始動するに際し不利な状況となる。
そこで、スイッチ手段22を操作することにより負荷21をバッテリー9から切り離して、エンジンの始動に寄与しない負荷への給電を停止させることにより、始動性を向上させることができる。
また、エンジンが始動した後に実施の形態1で示したスイッチ手段8の動作に準じた手法で、スイッチ手段24を導通状態とすることにより、発電機1で十分な発電量が発現した後に、灯火類や警報器を正常に作動させることができる。
また、エンジン始動後においては、スイッチ手段8とスイッチ手段24を連動して導通状態とし、バッテリー9の充電と、灯火類や警報器の作動とを正常に行なうことができる。
Claims (8)
- 内燃機関と、発電機と、前記発電機の出力により充電され車両の電気負荷に対して給電を行うバッテリーと、前記発電機および前記バッテリーから給電され前記内燃機関に供給する燃料を制御する燃料噴射装置とを備えた車両につき電源供給を行うものにおいて、人による操作ができ前記発電機から前記バッテリーに流れる電流を遮断または制限するための第1のスイッチ手段と、前記第1のスイッチ手段により電流が遮断または制限された前記発電機から前記バッテリーへの電流路を接続するための第2のスイッチ手段とを設け、前記第2のスイッチ手段の接続動作を制御手段によって行わせることを特徴とする車両用電源装置。
- 前記第2のスイッチ手段によって前記発電機からバッテリーへの電流路を接続させる前記制御手段の動作は、燃料噴射装置の所定の動作に応じてなされることを特徴とする請求項1に記載の車両用電源装置。
- 燃料噴射装置が検出する、内燃機関回転数の情報に基づく制御手段の動作によって前記第2のスイッチ手段により発電機からバッテリーへの電流路を接続することを特徴とする請求項2に記載の車両用電源装置。
- 内燃機関と、発電機と、前記発電機の出力により充電され車両の電気負荷に対して給電を行うバッテリーと、前記発電機および前記バッテリーから給電され前記内燃機関に供給する燃料を制御する燃料噴射装置とを備えた車両につき電源供給を行うものにおいて、人による操作ができ前記発電機から前記バッテリーに流れる電流を遮断または制限するための第1のスイッチ手段と、前記第1のスイッチ手段により電流が遮断または制限された前記発電機からバッテリーへの電流路を接続するための第2のスイッチ手段と、バッテリーと内燃機関の始動に直接寄与しない負荷の間に流れる電流を遮断または制限するための第3のスイッチ手段とを有し、前記第2のスイッチ手段と前記第3のスイッチ手段は人による操作により連動して動作することを特徴とする車両用電源装置。
- 電流が遮断または制限されたバッテリーとエンジンの始動に直接寄与しない負荷の間の電流路を接続するための第4のスイッチ手段を設け、前記第4のスイッチ手段の接続動作を制御手段によって行わせることを特徴とする請求項4に記載の車両用電源装置。
- 前記第4のスイッチ手段によって電流が遮断または制限されたバッテリーとエンジンの始動に直接寄与しない負荷の間の電流路を接続させる前記制御手段の動作は、燃料噴射装置の所定の動作に応じてなされることを特徴とする請求項5に記載の車両用電源装置。
- 燃料噴射装置が検出する、内燃機関回転数の情報に基づく制御手段の動作によって前記第4のスイッチ手段により電流が遮断または制限されたバッテリーとエンジンの始動に直接寄与しない負荷の間の電流路を接続することを特徴とする請求項2に記載の車両用電源装置。
- 前記第1のスイッチ手段により電流が遮断または制限された前記発電機から前記バッテリーへの電流路を接続するための第2のスイッチ手段と、電流が遮断または制限された前記バッテリーとエンジンの始動に直接寄与しない負荷の間の電流路を接続するための第4のスイッチ手段とを設け、前記第2のスイッチ手段と前記第4のスイッチ手段は連動して制御されることを特徴とする請求項5から請求項7までのいずれかに記載の車両用電源装置。
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