JP4775707B2

JP4775707B2 - エネルギ回生装置

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Publication number: JP4775707B2
Application number: JP2006101069A
Authority: JP
Inventors: 隆文深田
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: JP2007274873A

Description

本発明は、車両のエンジンの駆動エネルギを電気エネルギとして回生させて二次電池に充電させる装置に関し、詳細には車両の状態に応じてエネルギを効率的に回生させるエネルギ回生装置に関する。

車両には、二次電池と発電機とが搭載されている。二次電池は、電装品などの各種補機に電力を供給する。発電機は、二次電池の充電状態の割合が所定割合よりも低下したときにエンジンの駆動軸に対して接続されて発電し、二次電池を充電する。

特開２００５−８８８４７号公報

ところで、発電機がエンジンの駆動軸に対して接続された発電状態では、発電機がエンジンの駆動に対する負荷となり、制動力が発生する。このため、車両を減速制動させるエンジンブレーキ作動状態では、発電機をエンジンの駆動軸に対して接続し、エンジンの駆動エネルギを電気エネルギとして積極的に回生することが好ましい。

しかし、上記従来の構成では、二次電池の充電状態が所定割合以上のときには発電機の発電動作が停止してしまうため、エンジンブレーキ作動状態時にエネルギの回生が行われず、エンジンの駆動エネルギを有効に活用できない可能性があった。

本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであって、車両の減速制動時に制動力を増大させると共に、エンジンの駆動エネルギを有効に活用することが可能なエネルギ回生装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るエネルギ回生装置は、発電機と、第１及び第２の二次電池と、発電制御手段と、電力供給線と、電力供給制御手段と、車両走行状態判定手段と、発電機出力電力検知手段と、を備える。

発電機は、車両のエンジンのクランク軸に対して連結され、クランク軸に対して接続された状態で発電する。第１及び第２の二次電池は、車両の電気的な負荷と発電機とに並列に接続される。発電制御手段は、第１の二次電池の充電状態の割合が低下したときに、発電機にて発電させる。電力供給線は、第１の二次電池と第２の二次電池とを接続する。電力供給制御手段は、電力供給線を介した電力供給状態を、第１の二次電池から第２の二次電池へ所定量の電力を供給する第１の状態に設定可能である。車両走行状態判定手段は、車両の走行状態がエンジンブレーキ作動状態か否かを判定する。発電機出力電力検知手段は、発電機の出力電力を検知する。発電機の出力電力は、第１の二次電池の充電状態の割合に応じて変動する。

電力供給制御手段は、エンジンブレーキ作動状態であると車両走行状態判定手段が判定したとき、電力供給線を介した電力供給状態を第１の状態に設定する。電力供給制御手段は、第１の状態において第１の二次電池から第２の二次電池へ所定量の電力を供給した後に発電機出力電力検知手段によって検知された発電機の出力電力の値と、所定量の電力を供給する前に発電機出力電力検知手段によって検知された発電機の出力電力の値とを比較し、供給後の出力電力の値が供給前の出力電力の値よりも大きい場合、上記所定量を増加する。

上記構成では、エンジンブレーキ作動状態では、第１の二次電池と第２の二次電池とを接続する電力供給線の状態が第１の状態に設定され、第１の二次電池から第２の二次電池へ電力が供給される。これにより、第１の二次電池の充電状態の割合が低下し、発電制御手段が、発電機に発電を行わせる。

従って、車両に対する制動力を発生させたいエンジンブレーキ作動状態において、発電機が発電する機会が増加するため、車両の減速制動時に制動力を増大させると共に、従来使用せずに破棄していたエンジンの駆動エネルギを電気エネルギとして効率的に回生することができる。

また、本発明の第２の態様に係るエネルギ回生装置は、上記第１の態様と同様の発電機、第１及び第２の二次電池、発電制御手段、電力供給線、電力供給制御手段並びに車両走行状態判定手段に加えて、発電機出力検出手段と充電状態判定手段と、を備える。

電力供給制御手段は、電力供給線を介した電力供給状態を、第１の二次電池から第２の二次電池へ電力を供給する第１の状態と、電力供給を停止する第２の状態とに少なくとも設定する。発電機出力検出手段は、発電機の出力値を検出する。充電状態判定手段は、発電機出力検出手段が検出した出力値に基づいて、第１の二次電池の充電状態の割合が低下方向に変化したか否かを判定する。

電力供給制御手段は、発電機出力検出手段が検出した検出値が所定値よりも大きく、第１の二次電池の充電状態の割合が低下方向に変化したと判定したときには、エンジンブレーキ作動状態であると車両走行状態判定手段が判定した場合であっても、電力供給線を介した電力供給状態を第２の状態に設定する。

上記構成では、発電機出力検出手段が検出した検出値が所定値よりも大きく、電力供給制御手段が第１の二次電池の充電状態の割合が低下方向に変化したと判定されたときには、車両走行状態判定手段がエンジンブレーキ作動状態であると判定した場合であっても、電力供給制御手段が電力供給線を介した電力供給状態を第２の状態に設定するため、第１の二次電池から第２の二次電池へ電力が供給されない。従って、第１の二次電池の充電状態が所定の割合以下に低下することが抑えられ、第１の二次電池に接続された電気的な負荷への電力供給を十分に確保しつつ、エンジンブレーキ作動状態時のエンジンの駆動エネルギを電気エネルギとして回生することができる。

また、本発明の第３の態様に係るエネルギ回生装置は、上記第１の態様と同様の発電機、第１及び第２の二次電池、発電制御手段、電力供給線、電力供給制御手段並びに車両走行状態判定手段に加えて、検出手段と発電状態判定手段と、を備える。

電力供給制御手段は、電力供給線を介した電力供給状態を、第１の二次電池から第２の二次電池へ電力を供給する第１の状態と、電力供給を停止する第２の状態とに少なくとも設定する。検出手段は、発電機の電流値及び電圧値の少なくとも一方を検出する。発電状態判定手段は、検出手段が検出した検出値に基づいて、発電機の発電量が所定値を超えているか否かを判定する。

電力供給制御手段は、発電機の発電量が所定値を超えていると発電状態判定手段が判定したときには、エンジンブレーキ作動状態であると車両走行状態判定手段が判定した場合であっても、電力供給線を介した電力供給状態を第２の状態に設定する。

上記構成では、発電機の電流値及び電圧値の少なくとも一方の検出値に基づいて発電機の発電量が所定値を超えているか否かが判定され、間接的に第１の二次電池の充電状態の割合が低下しているか否かが判定される。

従って、発電機の電流値及び電圧値の少なくとも一方を検出するという簡単な構成によって、エンジンブレーキ作動状態時のエンジンの駆動エネルギを電気エネルギとして回生することができる。

また、本発明の第４の態様に係るエネルギ回生装置は、上記第１〜第３の態様の何れかの態様であって、第２の発電機を備える。

第２の発電機は、車両の走行に伴って回転する回転軸に対して断接状態に連結され、回転軸に対して接続された状態で発電すると共に回転軸に対して負荷を与えて車両を減速制動し、且つ発電した電力を第２の二次電池に充電する。

上記構成では、第２の二次電池は、エンジンブレーキ作動状態のときに第１の二次電池から電力供給線を介して供給される電力とともに、第２の発電機が発電した電力を充電する。

本発明によれば、車両の減速制動時に制動力を増大させると共に、エンジンの駆動エネルギを電気エネルギとして回生して有効に活用することができる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。

図１は本実施形態に係る車両のエネルギ回生装置の概略構成を示す模式図、図２は本実施形態のエネルギ回生装置の動作を示すフローチャート、図３は、本実施形態のエネルギ回生装置の第二バッテリの充放電の状態を示すタイミングチャートである。

図１に示すように、本実施形態に係る車両のエネルギ回生装置は、エンジン１と変速機２とクランクシャフト（クランク軸）３とプロペラシャフト（回転軸）５と第一ＡＣＧ（発電機）１０と第一バッテリ（第１の二次電池）２０と補機（電気的な負荷）２３とＤＣ／ＤＣコンバータ２１と第二バッテリ（第２の二次電池）２２と第二ＡＣＧ（第２の発電機）４０とＣＰＵ３０と電流・電圧計（検出手段）３１と電流・電圧計３２とニュートラルＳＷ３３とクラッチＳＷ３４とアクセルＳＷ３５等を備えている。

ＣＰＵ３０は、後述する各種計測器からの検出信号をそれぞれ所定時間毎に取得し、後述する所定のタイミングで、第一ＡＣＧ１０、第二ＡＣＧ４０及びＤＣ／ＤＣコンバータ２１に対して制御信号を出力する。

エンジン１のクランクシャフト３には、車両で使用される電力を発電するための第一ＡＣＧ１０が連結されている。第一ＡＣＧ１０は、第一ＡＣＧ１０に設けられたプーリ１４とエンジン１のクランクシャフト３に設けられたプーリ４とをベルト６で繋いだベルト駆動式のものである。

なお、第一ＡＣＧ１０はベルト駆動式のものには限定されない。例えば第一ＡＣＧ１０に設けられるギアとプロペラシャフト５に設けられるギアとをチェーンで繋ぐチェーン駆動式のものであっても良く、第一ＡＣＧ１０に設けられるギアとプロペラシャフト５に設けられるギアとを繋いだギア駆動式のものであっても良い。

第一ＡＣＧ１０は、発電のＯＮ・ＯＦＦの切り替えを制御し、交流電流を直流電流に変換すると共に、変換された直流電流の電圧を制御するためのレギュレータ（発電制御手段）１１を有する交流発電機である。第一ＡＣＧ１０には第一バッテリ２０が接続されており、第一ＡＣＧ１０で発電した電力は、レギュレータ１１及び電力供給線を介して第一バッテリ２０に充電される。

第一バッテリ２０は、エアコンや電動パワーステアリング等の補機２３に接続されており、第一バッテリ２０に充電された電力が補機２３に供給される。

エンジン１のプロペラシャフト５には、電磁クラッチ４２を介して第二ＡＣＧ４０が連結されている。本実施形態の第二ＡＣＧ４０は、電磁クラッチ４２に設けられたプーリ４４とプロペラシャフト５に設けられたプーリ７とをベルト８で繋いだベルト駆動式のものである。

なお、第二ＡＣＧ４０は、第一ＡＣＧ１０と同様に、ベルト駆動式のものには限定されない。

第二ＡＣＧ４０は、交流電流を直流電流に変換すると共に、変換された直流電流の電圧を制御するためのレギュレータ４１を有する交流発電機である。第二ＡＣＧ４０には第二バッテリ２２が接続されており、第二ＡＣＧ４０で発電された電力は、レギュレータ４１及び電力供給線を介して第二バッテリ２２に充電される。

第一ＡＣＧ１０の駆動負荷と第二ＡＣＧ４０の駆動負荷は、何れを大きく設定してもよく、また両者を同じに設定してもよい。なお、本実施形態では、第二ＡＣＧ４０の駆動負荷は、第一ＡＣＧ１０の駆動負荷よりも大きく設定されている。つまり第二ＡＣＧ４０の発電容量は、第一ＡＣＧ１０の発電容量よりも大きく設定されている。

第二ＡＣＧ４０の電磁クラッチ４２は、プロペラシャフト５から第二ＡＣＧ４０への動力伝達のＯＮ・ＯＦＦを切り換えるためのコイル４３を有している。コイル４３はＣＰＵ３０からの発電指示信号を受信することによって通電し、プロペラシャフト５から第二ＡＣＧ４０への動力伝達をＯＦＦからＯＮへ切り換える。

第二バッテリ２２は、第二ＡＣＧ４０と電力供給線によって接続され、第二ＡＣＧ４０によって発電された電力を充電する。また、第一バッテリ２０と第二バッテリ２２とは、それぞれ補機２３及び第一ＡＣＧ１０に並列に接続されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、第一バッテリ２０と第二バッテリ２２とを接続する電力供給線の間に設けられ、トランス装置及びスイッチ回路（ともに図示省略）を備える。スイッチ回路は、ＣＰＵ３０から受信する設定制御信号に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の状態を、第一バッテリ２０から第二バッテリ２２へ電力を供給する第１供給状態と、第二バッテリ２２から第一バッテリ２０へ電力を供給する第２供給状態と、電力供給を停止する電力供給停止状態という３つの状態のうちの１つの状態に選択的に設定する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、第１供給状態及び第２供給状態における供給電力の大きさ（値）を、ＣＰＵ３０から受信する設定制御信号に応じて設定する。

電流・電圧計３１は、第一ＡＣＧ１０と第一バッテリ２０とを接続する電力供給線の間に設けられ、第一ＡＣＧ１０が出力する電流値及び電圧値を測定し、測定した値をＣＰＵ３０に出力する。

電流・電圧計３２は、補機２３に電力を供給する電力供給線に設けられ、補機２３に供給される電流地及び電圧値を測定し、測定した値をＣＰＵ３０に出力する。

ニュートラルＳＷ３３は、変速ギア装置（図示省略）に備えられ、シフトレバー（図示省略）がニュートラル位置以外のとき（ギア位置がニュートラル位置ではないとき）にＯＮ信号をＣＰＵ３０に出力する。

クラッチＳＷ３４は、変速機２に接続されたクラッチ切替装置（図示省略）に備えられ、クラッチが接続された状態のときにＯＮ信号をＣＰＵ３０に出力する。

アクセルＳＷ３５は、アクセル装置（図示省略）に備えられ、アクセルペダル（図示省略）が踏まれていない初期状態のときにＯＮ信号をＣＰＵ３０に出力する。

ＣＰＵ３０は、第一バッテリ２０の充電状態（State of Charge、以下ＳＯＣという）の割合が所定割合よりも低下したか否かを判定し、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が所定割合よりも低下したと判定したときに、第一ＡＣＧ１０に対して発電指示信号を出力する。なお、本実施形態では、第一バッテリ２０の電圧値が予め定められた所定電圧値よりも低下したときに、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が所定割合よりも低下したと判定している。

また、ＣＰＵ３０は、車両の走行状態がエンジンブレーキ作動状態であるか否かを判定する。具体的には、ニュートラルＳＷ３３からＯＮ信号が入力され、クラッチＳＷ３４からＯＮ信号が入力され、且つアクセルＳＷ３５からＯＮ信号が入力されているときには、エンジン１のプロペラシャフト５から駆動車軸へ動力が伝達され、且つアクセルペダルが踏まれていないエンジンブレーキ作動状態であると判定する。ＣＰＵ３０は、車両がエンジンブレーキ作動状態であると判定すると、さらに、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下方向に変化したか否かを判定し、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下方向に変化していないと判定したときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のスイッチ回路に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の状態を第一バッテリ２０から第二バッテリ２２へ電力を供給する第１供給状態に設定する旨を指示するとともにその供給電力の値を指示する電力供給指示信号（設定制御信号）を出力し、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下方向に変化していると判定したときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のスイッチ回路に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の状態を電力供給停止状態に設定する旨を指示する電力供給停止指示信号（設定制御信号）を出力する。なお、本実施形態では、第一ＡＣＧ１０の発電量が予め定められた所定電力より超えているときに、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下方向に変化したと判定している。すなわち、本実施形態のＣＰＵ３０は、電流・電圧計３１が検出した電流値及び電圧値から第１ＡＣＧ１０の出力電力を演算し、算出した出力電力が所定値以下であるときに、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下方向に変化していないと判定し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に対して電力供給指示信号を出力し、反対に、算出した出力電力が所定値を超えているときに、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下方向に変化していると判定し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に対して電力供給停止指示信号を出力する。

なお、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が所定割合以上であるか否かについては、第一バッテリ２０の開回路電圧や、電解液比重や、電流積算値や、内部抵抗や、温度等の値に基づいて判定してもよい。

さらにＣＰＵ３０は、車両がエンジンブレーキ作動状態であると判定したときに、第二ＡＣＧ４０に対して発電指示信号を出力する。

以下、本実施形態のエネルギ回生装置の動作（ＣＰＵ３０が実行する処理）を図２のフローチャートに沿って説明する。

本処理は、エンジン１の駆動と共に開始され、所定時間毎（例えば数ミリ秒毎）に順次実行される。

まず、ステップＳ１〜ステップＳ４において、車両の状態がエンジンブレーキ作動状態であるか否かを判定する。具体的には、ニュートラルＳＷ３３からＯＮ信号が入力し（ステップＳ１）、クラッチＳＷ３４からＯＮ信号が入力し（ステップＳ２）、且つアクセルＳＷ３５からＯＮ信号が入力している（ステップＳ３）か否かを判定し、全てのスイッチＳＷ３３，３４，３５からＯＮ信号が入力しているときに、エンジンブレーキ作動状態であると判定して（ステップＳ４）、ステップＳ５へ移行する。なお、ステップＳ１でニュートラルＳＷ３３からＯＮ信号が入力していないと判定されたとき、ステップＳ２でクラッチＳＷ３４からＯＮ信号が入力していないと判定されたとき、又はステップＳ３でアクセルＳＷ３５からＯＮ信号が入力していないと判定されたときは、何れもエンジンブレーキ作動状態ではないため、本処理を終了する。

なお、特にフローチャートには示していないが、ＣＰＵ３０は、車両がエンジンブレーキ作動状態であると判定すると、第二ＡＣＧ４０に対して発電指示信号を出力する。

次に、ステップＳ５〜ステップＳ１１において、第一バッテリ２０から第二バッテリ２２へ予め設定された量の電力を供給することによって第一バッテリ２０のＳＯＣの割合を積極的に低下させて、第一ＡＣＧ１０が発電する機会を増大させる処理を実行する。

具体的には、ステップＳ５において、電流・電圧計３１が検出した第一ＡＣＧ１０の電流値及び電圧値に基づいて、第一ＡＣＧ１０の出力電力Ｐ１を演算する。ここで、第一ＡＣＧ１０は、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が所定割合よりも低下したとき（具体的には第一バッテリ２０の電圧値が予め定められた所定電圧よりも低下したとき）に発電するため、出力電力Ｐ１は、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合に応じて変動する値であり、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合を間接的に表す値であるといえる。また、算出された出力電力Ｐ１は、ＲＡＭ（図示省略）に一時的に記憶される。

次に、ステップＳ６において、ステップＳ５で算出した第一ＡＣＧ１０の出力電力Ｐ１が所定値Ｐ０以下であるか否かを判定し、出力電力Ｐ１が所定値Ｐ０以下の場合には、ステップＳ７に移行する。反対に、出力電力Ｐ１が所定値Ｐ０以下でない場合（所定値Ｐ０を超えている場合）には、第１ＡＣＧ１０が十分に電力を発電している状態であるため、本処理を終了する。

ステップＳ７では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に対して電力供給指示信号を出力する。これにより、第一バッテリ２０から第二バッテリ２２へ所定の電力Ｐａが供給され、第一ＡＣＧ１０が発電する機会が増加する。

このように、車両に対する制動力を発生させたいエンジンブレーキ作動状態において、第一ＡＣＧ１０が発電する機会が増加するため、車両の減速制動時に制動力を増大させると共に、従来使用せずに破棄していたエンジン１の駆動エネルギを電気エネルギとして効率的に回生することができる。

次に、ステップＳ８において、第一バッテリ２０から第二バッテリ２２へ所定の電力Ｐａが供給された後に、再び電流・電圧計３１が検出した第一ＡＣＧ１０の電流値及び電圧値に基づいて、第一ＡＣＧ１０の出力電力Ｐ２をステップＳ５と同様に算出する。

次に、ステップＳ９において、ステップＳ８で算出した出力電力Ｐ２の値が、ステップＳ５で算出して記憶された出力電力Ｐ１の値以上であるか判別し、出力電力Ｐ２の値が出力電力Ｐ１の値以上であるときにはステップＳ１０へ移行し、出力電力Ｐ２の値が出力電力Ｐ１の値未満であるときには、ステップＳ１１へ移行する。

ステップＳ１０では、ステップＳ７の処理で用いるＰａの値をＰａ＋Ｐｂと所定値Ｐｂだけ増加させて、ＲＡＭに記憶する。一方、ステップＳ１１では、ステップＳ７の処理で用いるＰａの値をＰａ−Ｐｂと所定値Ｐｂだけ減少させ、ＲＡＭに記憶する。

ここで、第一バッテリ２０から第二バッテリ２２へ電力Ｐａを供給した後の出力電力Ｐ２の値が電力Ｐａを供給する前の出力電力Ｐ１の値以上である場合には、第一ＡＣＧ１０の発電状態に未だ余裕がある可能性が高い（第一ＡＣＧ１０の発電の機会をさらに増やすことが可能である）と判断することができる。このため、ステップＳ１０において、本処理を次回実行する際に第一バッテリ２０から第二バッテリ２２に供給する電力Ｐａの値をＰｂ分増加させて、第一ＡＣＧ１０が発電する機会をさらに増加させる。

一方、第一バッテリ２０から第二バッテリ２２へ所定の電力Ｐａを供給した後の出力電力Ｐ２の値が供給する前の出力電力Ｐ１の値未満の場合には、第一ＡＣＧ１０が十分に発電しており、第一バッテリ２０から第二バッテリ２２へ供給する電力が多すぎると第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が必要以上に低下してしまう可能性が高いと判断することができる。このため、ステップＳ１１において、本処理を次回実行する際に第一バッテリ２０から第二バッテリ２２に供給する電力Ｐａの値をＰｂ分減少させて、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が必要以上に低下してしまうことを未然に防止する。

次に図３のタイミングチャートを用いて、本実施形態のエネルギ回生装置の第二バッテリ２２の充放電の状態を説明する。なお、第一バッテリ２０の充放電の状態、及び車速が減速状態以外のときの第一ＡＣＧ１０の発電量は、第一バッテリ２０から補機２３への電力供給によって変動し、且つ第二バッテリ２２の充放電の状態に大きく影響しないため、図示していない。また、この例は、エンジンブレーキ作動状態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１が常時第１供給状態に設定され、且つ第一バッテリ２０から第二バッテリ２２への電力供給によって第一ＡＣＧ１０が常時発電を行っている場合を示している。

車両がエンジンブレーキ作動状態になると、車速が減速する。また、このとき、第二ＡＣＧ４０が作動して発電状態となり、第二ＡＣＧ４０が発電した電力が第二バッテリ２２に充電される。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１が第１供給状態に設定され、第一バッテリ２０の電力が第二バッテリ２２に供給される。すなわち、第二バッテリ２２には、第二ＡＣＧ４０が発電した電力５０に第二バッテリ２０から供給された電力５１を加算した電力が充電される。

さらに、第一バッテリ２０の電力が第二バッテリ２２に供給されることにより、第一バッテリ２０の出力電圧が所定電圧以下に低下し、第一ＡＣＧ１０が作動して発電する。

なお、第二ＡＣＧ４０による発電量と第一ＡＣＧ１０による発電量とは、エンジン１の回転速度に応じて変動し、通常、図示するように車速の低下（減速）に伴って減少する。

また、エンジンブレーキ作動時以外にＤＣ／ＤＣコンバータ２１が第２供給状態に適宜設定され、第二バッテリ２２に充電された電力が第一バッテリ２０へ供給される。

このように、本実施形態によれば、車両に対する制動力を発生させたいエンジンブレーキ作動状態において、第一ＡＣＧ１０が発電する機会が増加するため、車両の減速制動時に制動力を増大させると共に、従来使用せずに破棄していたエンジンの駆動エネルギを電気エネルギとして効率的に回生することができる。

また、エンジンブレーキ作動状態であっても、第一ＡＣＧ１０から出力される電力が所定値Ｐ０を超えているときには、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下方向に変化していると判定し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を電力停止状態に設定して、第一バッテリ２０から第二バッテリ２２へ電力を供給しない。従って、第一バッテリ２０のＳＯＣが所定の割合以下に低下することが抑えられ、第一バッテリ２０に接続された補機２３への電力供給を十分に確保しつつ、エンジンブレーキ作動状態時のエンジンの駆動エネルギを電気エネルギとして回生することができる。

なお、本実施形態では、第一ＡＣＧ１０の電流値及び電圧値を検出して出力電力の値を算出したが、電流・電圧計３１に替えて電力計を設けてもよい。

また、第一ＡＣＧ１０の電流値又は電圧値の一方を検出する構成とし、第一ＡＣＧ１０の発電量が所定値を超えているか否かを判定し、その結果によって第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下しているか否かを判定してもよい。これにより、第一ＡＣＧ１０の電流値又は電圧値の少なくとも一方を検出するという簡単な構成によって、エンジンブレーキ作動状態時のエンジンの駆動エネルギを電気エネルギとして回生することができる。

本実施形態に係る車両のエネルギ回生装置の概略構成を示す模式図である。本実施形態のエネルギ回生装置の動作を示すフローチャートである。本実施形態のエネルギ回生装置の第二バッテリの充放電の状態を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１：エンジン
２：変速機
３：クランクシャフト（クランク軸）
４，７，１４，４４：プーリ
５：プロペラシャフト（回転軸）
６，８：ベルト
１０：第一ＡＣＧ（発電機）
１１：レギュレータ（発電制御手段）
２０：第一バッテリ（第１の二次電池）
２１：ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２：第二バッテリ（第２の二次電池）
２３：補機（電気的な負荷）
３０：ＣＰＵ
３１：電流・電圧計（検出手段）
３２：電流・電圧計
３３：ニュートラルＳＷ
３４：クラッチＳＷ
３５：アクセルＳＷ
４０：第二ＡＣＧ（第２の発電機）
４１：レギュレータ
４２：電磁クラッチ
４３：コイル

Claims

車両のエンジンのクランク軸によって駆動されて発電する発電機と、
前記車両の電気的な負荷と前記発電機とに並列に接続された第１及び第２の二次電池と、
前記第１の二次電池の充電状態の割合が低下したときに、前記発電機に発電を行わせる発電制御手段と、
前記第１の二次電池と前記第２の二次電池とを接続する電力供給線と、
前記電力供給線を介した電力供給状態を、前記第１の二次電池から前記第２の二次電池へ所定量の電力を供給する第１の状態に設定可能な電力供給制御手段と、
前記車両の走行状態がエンジンブレーキ作動状態か否かを判定する車両走行状態判定手段と、
前記発電機の出力電力を検知する発電機出力電力検知手段と、を備え、
前記発電機の出力電力は、前記第１の二次電池の充電状態の割合に応じて変動し、
前記電力供給制御手段は、エンジンブレーキ作動状態であると前記車両走行状態判定手段が判定したとき、前記電力供給線を介した電力供給状態を前記第１の状態に設定し、
前記電力供給制御手段は、前記第１の状態において前記第１の二次電池から前記第２の二次電池へ所定量の電力を供給した後に前記発電機出力電力検知手段によって検知された前記発電機の出力電力の値と、前記所定量の電力を供給する前に前記発電機出力電力検知手段によって検知された前記発電機の出力電力の値とを比較し、前記供給後の出力電力の値が前記供給前の出力電力の値よりも大きい場合、前記所定量を増加する
ことを特徴とするエネルギ回生装置。
車両のエンジンのクランク軸によって駆動されて発電する発電機と、
前記車両の電気的な負荷と前記発電機とに並列に接続された第１及び第２の二次電池と、
前記第１の二次電池の充電状態の割合が低下したときに、前記発電機に発電を行わせる発電制御手段と、
前記第１の二次電池と前記第２の二次電池とを接続する電力供給線と、
前記電力供給線を介した電力供給状態を、前記第１の二次電池から前記第２の二次電池へ電力を供給する第１の状態と、電力供給を停止する第２の状態とに少なくとも設定する電力供給制御手段と、
前記車両の走行状態がエンジンブレーキ作動状態か否かを判定する車両走行状態判定手段と、
前記発電機の出力値を検出する発電機出力検出手段と、
前記発電機出力検出手段が検出した出力値に基づいて、前記第１の二次電池の充電状態の割合が低下方向に変化したか否かを判定する充電状態判定手段と、を備え、
前記電力供給制御手段は、エンジンブレーキ作動状態であると前記車両走行状態判定手段が判定したときであって、前記第１の二次電池の充電状態の割合が低下方向に変化していないと充電状態判定手段が判定したときには、前記電力供給線を介した電力供給状態を前記第１の状態に設定し、前記第１の二次電池の充電状態の割合が低下方向に変化したと充電状態判定手段が判定したときには、前記電力供給線を介した電力供給状態を前記第２の状態に設定する
ことを特徴とするエネルギ回生装置。
車両のエンジンのクランク軸によって駆動されて発電する発電機と、
前記車両の電気的な負荷と前記発電機とに並列に接続された第１及び第２の二次電池と、
前記第１の二次電池の充電状態の割合が低下したときに、前記発電機に発電を行わせる発電制御手段と、
前記第１の二次電池と前記第２の二次電池とを接続する電力供給線と、
前記電力供給線を介した電力供給状態を、前記第１の二次電池から前記第２の二次電池へ電力を供給する第１の状態と、電力供給を停止する第２の状態とに少なくとも設定する電力供給制御手段と、
前記車両の走行状態がエンジンブレーキ作動状態か否かを判定する車両走行状態判定手段と、
前記発電機の電流値及び電圧値の少なくとも一方を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した検出値に基づいて、前記発電機の発電量が所定値を超えているか否かを判定する発電状態判定手段と、を備え、
前記電力供給制御手段は、エンジンブレーキ作動状態であると前記車両走行状態判定手段が判定したときであって、前記発電機の発電量が所定値を超えていないと前記発電状態判定手段が判定したときには、前記電力供給線を介した電力供給状態を前記第１の状態に設定し、前記発電機の発電量が所定値を超えていると前記発電状態判定手段が判定したときには、前記電力供給線を介した電力供給状態を前記第２の状態に設定する
ことを特徴とするエネルギ回生装置。
請求項１から請求項３の何れかに記載のエネルギ回生装置であって、
前記車両の走行に伴って回転する回転軸に対して断接状態に連結され、前記回転軸に対して接続された状態で発電すると共に前記回転軸に対して負荷を与えて前記車両を減速制動し、且つ発電した電力を前記第２の二次電池に充電する第２の発電機を備えた
ことを特徴とするエネルギ回生装置。