JP5970844B2 - 自動車用電源システム、車両、及び車両の電気供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のエネルギーの一部を電気に変換して使用する自動車用電源システムと、それを備えた車両、及び車両の電気供給方法に関する。

図５に、従来技術の自動車用電源システム１０Ｘの構成を示す。この自動車用電源システム１０Ｘはトラック用の電源として使用され、発電機（ジュネレータ）１１が内燃機関（エンジン）２によって駆動されることで電力を発生し、発生した電力の電圧をレギュレータ１２で約２８Ｖに保ってヘッドライトやハザードランプ等の電装品２０に供給する。また、使用されずに残った電力は、２４Ｖの充電器（バッテリ：蓄電器）１３に充電（蓄電）され、内燃機関２の停止時や始動時に使用される。

また、内燃機関２は、クランク軸２ａからのエンジン出力を用いて、発電機１１による発電とコンプレッサ１９の駆動を行っている。また、吸気マニホールド２ｂに吸気通路２ｃが接続され、この吸気通路２ｃには、インタークーラー２ｄとターボ式過給器２ｅが設けられている。また、排気マニホールド２ｆに接続する排気通路２ｇには、排気ガス処理装置２ｈが配設されている。

このコンプレッサ１９は、キャビン内の空調に使用される空調用コンプレッサや冷凍車用の冷凍用コンプレッサ等のコンプレッサであり、設定温度になるように内燃機関のエンジン出力を常に使用し続けている。また、過給器付きエンジン２の場合には、車両１の発進時のスモーク発生を抑制するために、吸気マニホールド２ｂ内の吸気の圧力である過給圧（ブースト圧）が上がるまでは燃料噴射量を制限している。

そのため、登坂路においては、コンプレッサ１９等による補機を駆動するためのエンジン出力の損失が有る上に、スモークの発生を抑制するために燃料噴射量が制限されているため、登坂のために内燃機関の要求トルクが増大しているにもかかわらず、エンジン回転数の上昇が遅く、過給圧が上昇し難いので、必要な登坂力に対してエンジン出力が不足して車両の十分な加速や発進ができない場合が生じるという問題がある。また、コンプレッサ１９等の補機の使用等で、充電器１３の充電状態が低い状態における内燃機関の運転状態で発電機１１による発電を行うと燃費が悪化するという問題がある。

特に、アイドリングストップ技術の進展に伴い、アイドリングストップスタート（ＩＳＳ）装置が作動してアイドリングストップしているとき等の内燃機関が運転を停止している期間においても、コンプレッサ等の補機や電装品が使用されているため、補機や電装品による電気の使い過ぎによるバッテリ上がりが発生して、内燃機関の再始動ができなくなる場合が生じるという問題や、充電器の充電量が不十分な状態で内燃機関が発生するエネルギーを使用して発電すると燃費が悪くなるという問題の解決が重要になってきた。

これに関連して、キー始動操作による通常始動時のスタータ用電源とするメインバッテリとは別に、アイドルストップ制御の再始動時にスタータ電源とする専用のサブバッテリを搭載したエンジンの自動停止装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このエンジン自動停止装置のサブバッテリは自動停止時の再始動専用とされ、スタータにしか電力を供給しないようにして放電を抑えており、アイドリングストップ時の電装品使用によるメインバッテリ上がりの問題を解決できない。また、サブバッテリはエンジン自動停止後にメインバッテリ側からの給電により充電しており、実質的には、サブバッテリの追加によるバッテリの容量の増加であると考えられる。

特開２００８−３０９０４１号公報

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、充電器の充電容量の増加と、車両の制動時に発電及び充電を行うことでバッテリ上がりを防止することができ、これにより、充電器の充電状態が不十分な状態で内燃機関が発生するエネルギーを使用して発電することを回避して燃費の悪化を抑制することができ、更に、車両の登坂路走行時におけるトルクアシストと補機駆動損失の低減により登坂性能を向上させると共に燃費を改善することができ、また、登坂時走行時のスモーク発生を抑制することで、排気ガス浄化装置のＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の再生頻度を低くすることができ、燃費を改善することができる自動車用電源システム、車両及び車両の電気供給方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の自動車用電源システムは、内燃機関の駆動軸によって駆動される第１発電機と、この第１発電機で発生した電気を充電する第１充電器と、この第１充電器からの電気を電装品に供給する電気配線を有する第１電気供給システムを備えた自動車用電源システムにおいて、前記内燃機関と駆動輪との間の伝達軸によって直接又は間接に駆動される第２発電機と、この第２発電機で発生した電気を充電する第２充電器と、この第２充電器からの電気を前記第１充電器に供給する電気配線を有する第２電気供給システムを備えると共に、前記第２発電機と前記第２充電器との間の電気配線に第１スイッチを設け、前記第２充電器と前記第１充電器との間の電気配線に第２スイッチを設け、車両の制動時には、前記第１スイッチを通電可能状態にすると共に前記第２スイッチを断線状態にして前記第２発電機で制動回生を行い第２充電器に充電する制動時制御を行い、登坂路走行時ではない場合は、補機の運転を行うと共に、前記第１スイッチと前記第２スイッチを共に断線状態にして前記第１電気供給システムで給電する通常時制御と、登坂路走行時の場合には、アクセルポジションセンサの検出値が予め設定した判定値より小さいときには補機を運転し、前記アクセルポジションセンサの検出値が前記判定値以上のときには補機の運転を停止し、前記第１スイッチを通電可能状態にすると共に前記第２スイッチを断線状態にして前記第２電気供給システムで給電する登坂路走行時制御を行う電気制御装置を備えて構成される。

この構成によれば、第１発電機（ＡＣＧ）と第１充電器（バッテリ）の他にもう一組の第２発電機（Ｍ／Ｇ）と第２充電器を備えることで充電器の充電容量の増加と、充電器の充電状態が不十分な状態で内燃機関が発生するエネルギーを使用して発電することを回避して燃費の悪化を抑制することができ、更に、車両の登坂路走行時におけるトルクアシストと補機駆動損失の低減により登坂性能を向上させると共に燃費を改善することができ、また、登坂時走行時のスモーク発生を抑制することで、排気ガス浄化装置のＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の再生頻度を低くすることができ、燃費を改善することができる。

また、車両の制動時に第２発電機による発電及び第２充電器による充電を行うことができ、第２充電器からの電気で内燃機関及び電装品における電力消費を賄うことができる。

上記の自動車用電源システムにおいて、前記電気制御装置が、前記補機の運転の停止中において、過給圧が目標過給圧以上になった場合には前記補機の運転を再開し、かつ、前記第２電気供給システムでの給電において、前記第２充電器の電圧が許容電圧より小さい場合には、前記第２電気供給システムでの給電を停止して、前記第１スイッチを断線状態にすると共に前記第２スイッチを通電可能状態にして、前記第１充電器から前記第２充電器に充電するように構成される。

この構成によれば、過給圧が目標過給圧以上になって十分な過給圧が得られ、燃料噴射量の制限も解除された場合には、第２発電機からのパワーアシストを打ち切り、クラッチを接続してコンプレッサ等の補機の運転を行うことができる。また、第２充電器の充電状態を電圧で監視して、不十分な充電状態のままで第２充電器による給電を回避して、燃費の悪化を防止することができる。

そして、上記の目的を達成するための本発明の車両は、上記の自動車用電源システムを備えて構成される。この構成によれば、充電器の充電容量の増加と、充電器の充電状態が不十分な状態で内燃機関が発生するエネルギーを使用して発電することを回避して燃費の悪化を抑制することができ、更に、車両の登坂路走行時におけるトルクアシストと補機駆動損失の低減により燃費を改善することができると共に、登坂時走行時のスモーク発生を抑制することで、排気ガス浄化装置のＤＰＦの再生頻度を低くすることができ、燃費を改善することができる。

そして、上記の目的を達成するための本発明の車両の電気供給方法は、内燃機関の駆動軸によって駆動される第１発電機で発生した電気を第１充電器に充電する第１電気供給システムと、前記内燃機関と駆動輪との間の伝達軸によって直接又は間接に駆動される第２発電機で発生した電気を第２充電器に充電する第２電気供給システムを有する自動車用電源システムを備えた車両の電気供給方法において、車両の制動時には、前記第１スイッチを通電可能状態にすると共に前記第２スイッチを断線状態にして前記第２発電機で制動回生を行い第２充電器に充電する制動時制御を行い、登坂路走行時ではない場合は、補機の運転を行うと共に、前記第１スイッチと前記第２スイッチを共に断線状態にして前記第１電気供給システムで給電する通常時制御と、登坂路走行時の場合には、アクセルポジションセンサの検出値が予め設定した判定値より小さいときには補機を運転し、前記アクセルポジションセンサの検出値が前記判定値以上のときには補機の運転を停止し、前記第１スイッチを通電可能状態にすると共に前記第２スイッチを断線状態にして前記第２電気供給システムで給電する登坂路走行時制御を行うことを特徴とする方法である。

この方法によれば、充電器の充電容量の増加と、充電器の充電状態が不十分な状態で内燃機関が発生するエネルギーを使用して発電することを回避して燃費の悪化を抑制することができ、更に、車両の登坂路走行時におけるトルクアシストと補機駆動損失の低減により登坂性能を向上させると共に燃費を改善することができ、また、登坂時走行時のスモーク発生を抑制することで、排気ガス浄化装置のＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の再生頻度を低くすることができ、燃費を改善することができる。

また、車両の制動時に第２発電機による発電及び第２充電器による充電を行うことができ、第２充電器からの電気で内燃機関及び電装品における電力消費を賄うことができる。

上記の車両の電気供給方法において、前記補機の運転の停止中において、過給圧が目標過給圧以上になった場合には前記補機の運転を再開し、かつ、前記第２電気供給システムでの給電において、前記第２充電器の電圧が許容電圧より小さい場合には、前記第１スイッチを断線状態にすると共に前記第２スイッチを通電可能状態にして、前記第２電気供給システムでの給電を停止して、前記第１充電器から前記第２充電器に充電すると、過給圧が目標過給圧以上になって十分な過給圧が得られ、燃料噴射量の制限も解除された場合には、第２発電機からのパワーアシストを打ち切り、クラッチを接続してコンプレッサ等の補機の運転を行うことができる。また、第２充電器の充電状態を電圧で監視して、不十分な充電状態のままで第２充電器による給電を回避して、燃費の悪化を防止することができる。

本発明に係る自動車用電源システム、車両及び車両の電力供給方法によれば、充電器の充電容量の増加と、車両の制動時に発電及び充電を行うことでバッテリ上がりを防止することができ、これにより、充電器の充電状態が不十分な状態で内燃機関が発生するエネルギーを使用して発電することを回避して燃費の悪化を抑制することができ、更に、車両の登坂路走行時におけるトルクアシストと補機駆動損失の低減により登坂性能を向上させると共に燃費を改善することができ、また、登坂時走行時のスモーク発生を抑制することで、排気ガス浄化装置のＤＰＦの再生頻度を低くすることができ、燃費を改善することができる。

本発明の第１の実施の形態の自動車用電源システムの構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の自動車用電源システムの構成を示す図である。 本発明の車両の電力供給方法の制御フローの一例を示す図である。 登坂路走行時制御の制御フローの一例を示す図である。 従来技術の自動車用電源システムを示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態の自動車用電源システム、車両、及び車両の電力供給方法について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、車両１に搭載された内燃機関（エンジン）２は、吸気マニホールド２ｂに吸気通路２ｃが接続され、この吸気通路２ｃには、インタークーラー２ｄとターボ式過給器２ｅが設けられている。また、排気マニホールド２ｆに接続する排気通路２ｇには、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）やＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒等を備えた排気ガス処理装置２ｈが配設されている。

また、クランク軸２ａからのエンジン出力を用いて、補機の一つであるコンプレッサ１９の駆動を行っている。このコンプレッサ１９は、キャビン内の空調に使用される空調用コンプレッサや冷凍車用の冷凍用コンプレッサ等のコンプレッサであり、設定温度になるように内燃機関のエンジン出力を常に使用し続けている。

そして、本発明の第１の実施の形態の自動車用電源システム１０は、第１電気供給システム１０Ａに加えて、第２電気供給システム１０Ｂを備えて構成される。

第１電気供給システム１０Ａは、内燃機関２の駆動軸２ａによって駆動される第１発電機（ＡＧＣ：ジェネレータ）１１Ａと、この第１発電機１１Ａで発生した電気を調整する第１レギュレータ１２Ａと、この第１レギュレータ１２Ａで約２８Ｖに電圧調整された電気を充電する２４Ｖの第１充電器（バッテリ：蓄電器）１３Ａと、これらの装置１１Ａ、１２Ａ、１３Ａを接続する電気配線１４Ａａとを有して構成されている。なお、第１充電器１３Ａのマイナス極は電気配線１４Ａｂにより接地される。また、第１レギュレータ１２Ａは、電気配線１２Ａａにより接地されている。

また、第２電気供給システム１０Ｂは、内燃機関２と駆動輪３との間の伝達軸４によって直接又は間接に駆動される第２発電機（モータージェネレータ：Ｍ／Ｇ）１１Ｂと、この第２発電機１１Ｂで発生した電気を調整する第２レギュレータ１２Ｂと、この第２レギュレータ１２Ｂで約２８Ｖに電圧調整された電気を充電する２４Ｖの第２充電器１３Ｂと、これらの装置１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂを接続する電気配線１４Ｂａと、この第２充電器１３Ｂからの電気を第１充電器１３Ａに供給する電気配線１４Ｂｂを有して構成されている。なお、第２レギュレータ１２Ｂは電気配線１４Ｂｃにより接地され、第２充電器１３Ｂのマイナス極は電気配線１４Ｂｄにより接地される。

この第２電気供給システム１０Ｂでは、更に、第２レギュレータ１２Ｂと第２充電器１３Ｂとの間の電気配線１４Ｂａ、即ち、第２発電機１１Ｂ側の電気配線１４Ｂａに第１スイッチ１５を設け、第２充電器１３Ｂのプラス極と第１充電器１３Ａのプラス極との間の電気配線１４Ｂｂに第２スイッチ１６を設けている。この第１スイッチ１５と第２スイッチ１６は、ＯＮの時に接線して通電可能状態となり、ＯＦＦの時に断線状態となり通電できなくなるＯＮ−ＯＦＦ構成のスイッチで形成する。

そして、この第１の実施の形態では、第２充電器１３Ｂの電圧を第１充電器１３Ａの電圧と同じ（ここでは、２４Ｖ）にして構成する。それと共に、第２充電器１３Ｂのプラス極を、電気配線１４Ｂａの第１スイッチ１５と、電気配線１４Ｂｂの第２スイッチ１６にそれぞれ接続する。また、第２スイッチ１６を第１充電器１３Ａのプラス極に接続し、第２充電器１３Ｂのマイナス極を電気配線１４Ｂｄにより接地する。 そして、更に、第１スイッチ１５と第２スイッチ１６を制御する電気制御装置１７を備えて構成する。また、吸気マニホールド２ｂには過給圧センサ（ブースト圧センサ：ＭＡＰセンサ）３１が設けられ、車両１には走行路の傾斜、即ち、車両の水平に対する傾斜角を測定する傾斜角センサ３２が設けられる。これらの過給圧センサ３１と傾斜角センサ３２の検出値と共に、アクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）の検出値を電気制御装置１７に入力する。この電気制御装置１７とアイドルストップスタート装置１８は通常エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）と呼ばれるエンジン全般の制御を行うエンジン制御装置３０に組み込んで構成する。

この電気制御装置１７は、車両１が登坂路走行時ではない場合は、即ち、傾斜角センサ３２の検出値αが予め設定した判定用の傾斜角α１よりも小さい場合は、コンプレッサ（補機）１９の運転を行うと共に、第１電気供給システム１０Ａで給電する通常時制御を行い、また、登坂路走行時の場合には、即ち、傾斜角センサ３２の検出値αが予め設定した判定用の傾斜角α１以上の場合には、アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）３３の検出値βが予め設定した判定値β１より小さいときには、コンプレッサ１９の運転を行い、アクセルポジションセンサ３３の検出値βが判定値β１以上のときにはコンプレッサ１９の運転を停止し、第２電気供給システム１０Ｂで給電する登板路走行時制御を行うように構成される。

また、この電気制御装置１７は、車両１の制動時には、第１スイッチ１５をＯＮにして通電可能状態にするとともに第２スイッチ１６をＯＦＦ状態にして断線状態にし、第２発電機１１Ｂで制動回生を行い、この第２発電機１１Ｂで発電した電気で第２充電器１３Ｂに充電する制動時制御を行うように構成される。

更に、この電気制御装置１７は、登板路走行時制御でコンプレッサ１９の運転の停止中において、過給圧センサ３１で検出された過給圧Ｐｉが目標過給圧Ｐｏ以上になった場合には過給圧Ｐｉが上昇し十分な空気量が気筒（シリンダ）内に供給され、燃料噴射量の制限が解除されている状態にあるとして、コンプレッサ１９の運転を再開する。また、登板路走行時制御での第２電気供給システム１０Ｂでの給電において、第２充電器１３Ｂの電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ０より小さい場合には、第１スイッチ１５をＯＦＦにして断線状態にし、第２スイッチ１６をＯＮにして通電可能状態にして、第２電気供給システム１０Ｂでの給電を停止して、第１充電器１３Ａから第２充電器１３Ｂに充電するように構成される。

また、車両１の通常走行時は、第１スイッチ１５と第２スイッチ１６を共にＯＦＦにして断線状態にし、第１電気供給システム１０Ａで電装品２０等に給電し、長い下り坂等の制動力を必要とする車両１の制動時には、第１スイッチ１５をＯＮにして通電可能状態にすると共に第２スイッチ１６をＯＦＦにして断線状態にして第２発電機１１Ｂで制動回生により発生した電気を第２充電器１３Ｂに充電するように構成される。

つまり、この第１の実施の形態の自動車用電源システム１０においては、第２電気供給システム１０Ｂの第２充電器１３Ｂの電圧を第１充電器１３Ａの電圧と同じにして構成すると共に、第２充電器１３Ｂを第１スイッチ１５に接続すると共に、第２充電器１３Ｂを第２スイッチ１６を介して第１充電器１３Ａに接続して構成される。この構成によれば、比較的簡単な構成で第２充電器１３Ｂとその周囲の電気回路を構成できる。

次に、図２に示す本発明の第２の実施の形態の自動車用電源システム１００について説明する。この第２の自動車用電源システム１００は、第１の実施の形態の自動車用電源システム１００と同様に、第１電気供給システム１０Ａに加えて、第２電気供給システム１０Ｃを備えて構成される。しかしながら、この第２の実施の形態の自動車用電源システム１００では、以下の点が、第１の実施の形態の自動車用電源システム１０と異なる。

第２電気供給システム１０Ｃにおいて、第２充電器１３Ｂを第１充電器１３ＡのＮを正の整数としたときにＮ分の１の電圧（ここでは、Ｎ＝２で１２Ｖ）を有する第１充電ユニット１３Ｃと第２充電ユニット１３Ｄとを並列に配置して構成する。また、第１充電ユニット１３Ｃ及び第２充電ユニット１３Ｄのプラス極を電気配線１４Ｃａで第１スイッチ１５を介して第２レギュレータ１２Ｂに接続すると共に、電気配線１４ＣｂでＯＮ−ＯＦＦ構成の第２スイッチ１６に接続し、第１充電ユニット１３Ｃ及び第２充電ユニット１３Ｄのマイナス極を、電気配線１４Ｃｃで接地用スイッチ１５Ｃに接続する。この接地用スイッチ１５Ｃは、ＯＮ時に電気配線１４Ｃｄにより第２レギュレータ１３Ｂに接続し、ＯＦＦ時に電気配線１４Ｃｅにより接地するように構成される。

また、第１充電ユニット１３Ｃのマイナス極と第２充電ユニット１３Ｄのマイナス極を接続する電気配線１４Ｃｆに接地用スイッチ１５Ｃと連動するＯＮ−ＯＦＦの第３スイッチ１５Ｃａと、第１充電ユニット１３Ｃのプラス極と第２充電ユニット１３Ｄのマイナス極を接続し、かつ、第２スイッチ１６と連動するＯＮ−ＯＦＦ構成の第４スイッチ１６ａを有する電気配線１４Ｃｇを設ける。つまり、第３スイッチ１５Ｃａと第４スイッチ１６ａは、ＯＮの時に接続して通電可能な状態となり、ＯＦＦの時に断線して通電できなくなる状態となるＯＮ−ＯＦＦ構成のスイッチとする。

そして、この第２の実施の形態では、接地に関しては、第１充電器１３Ａのマイナス極を電気配線１４Ａｂにより接地すると共に、接地用スイッチ１５ＣがＯＦＦされたときのみ電気配線１４Ｃｅにより接地されるように構成される。その他の構成は、第１の実施の形態の自動車用電源システム１０と同じである。

言い換えれば、Ｎを正の整数（ここでは２）とした時に、第２電気供給システム１０Ｂの第２充電器１３Ｂを第１充電器１０ＡのＮ分の１（ここでは２分の１）の電圧を有するＮ個（ここでは２個）の充電ユニット１３Ｃ、１３Ｄを並列に配置して構成する。この充電ユニット１３Ｃ、１３Ｄのプラス極を第２発電機１１Ｂ側の電気配線１４Ｃａに接続すると共に、ＯＮ−ＯＦＦ構成の第２スイッチ１６に接続する。また、充電ユニット１３Ｃ、１３Ｄのマイナス極を、ＯＮ時に第２発電機１１Ｂ側の電気配線１４Ｃａに接続すると共にＯＦＦ時に接地する接地用スイッチ１５Ｃに接続する。

更に、充電ユニット１３Ｃ、１３Ｄ同士をＯＮ−ＯＦＦ構成の第３スイッチ１５Ｃａをそれぞれ設けた電気配線１４ｃｆで並列に接続する。この第３スイッチ１５Ｃａは接地用スイッチ１５Ｃと連動する。また、充電ユニット１３Ｃ、１３Ｄ同士をＯＮ−ＯＦＦ構成の第４スイッチ１６ａをそれぞれ設けた電気配線１４Ｃｇで直列に接続して構成する。この第４スイッチ１６ａは第２スイッチ１６と連動する。なお、図２の構成では正の整数Ｎを２としたが、それ以外の正の整数、例えば、３、４、５等でもよい。但し、実用上は２〜４程度である。

つまり、Ｎを正の整数とした時に、第２電気供給システム１０Ｂの第２充電器１３Ｂを第１充電器１３ＡのＮ分の１の電圧を有するＮ個の充電ユニット１３Ｃ、１３Ｄを並列に配置して構成し、充電ユニット１３Ｃ、１３Ｄのプラス極を、第２発電機１１Ｂ側の電気配線１４Ｃａに接続すると共に第２スイッチ１６に接続し、充電ユニット１３Ｃ、１３Ｄのマイナス極を、ＯＮ時に第２発電機１１Ｂ側の電気配線１４Ｃｄに接続すると共に、ＯＦＦ時に接地するように構成した接地用スイッチ１５Ｃに接続し、更に、充電ユニット１３Ｃ、１３Ｄ同士を接地用スイッチ１５Ｃと連動する第３スイッチ１５Ｃａをそれぞれ設けた電気配線１４Ｃｆで並列に接続すると共に、充電ユニット１３Ｃ、１３Ｄ同士を第２スイッチ１６と連動する第４スイッチ１６ａをそれぞれ設けた電気配線１４Ｃｇで直列に接続して構成される。この構成によれば、比較的簡単な構成で電圧が第１充電器１３ＡのＮ分の１の充電ユニット１３Ｃ、１３Ｄでもあっても第２充電器１３Ｂとその周囲の電気回路を構成できる。

次に、第１及び第２の実施の形態の自動車電源装置１０、１００における車両の電気供給方法について、図３及び図４の制御フローを参照しながら説明する。この図３及び図４の制御フローは、車両１のキースイッチのＯＮにより起動される上位の制御フローから繰り返し呼ばれて実施され、車両１のキースイッチのＯＦＦにより終了となる上位の制御フローと共に終了する制御フローとして示してある。

この図３の制御フローが上位の制御フローから呼ばれてスタートすると、ステップＳ１０で、車両１の登坂路走行時か否かを、例えば、傾斜角センサ３２の検出値αが予め設定した判定用の傾斜角α１よりも大きいか否かで判定する。このステップＳ２０の判定で、車両１が登坂路走行時ではない場合は（ＮＯ）、即ち、検出値αが判定用の傾斜角α１よりも小さい場合は、ステップＳ２０の通常時制御に行く。

この通常時制御では、ステップＳ２１で、車両１の制動時か否かを判定し、制動時ではない場合では（ＮＯ）、ステップＳ２２の通常走行時制御に行き、コンプレッサ（補機）１９のクラッチを接続してコンプレッサの運転を行うと共に、第１スイッチ１５（第２の実施の形態では、接地用スイッチ１５Ｃ）と第２スイッチ１６をＯＦＦにして断線状態にし、第１電気供給システム１０Ａで電装品２０等に給電する通常時制御を行う。そして、予め設定した所定の時間を経過した後リターンに行き、上位の制御フローに戻る。

また、通常時制御ではあるが、ステップＳ２１の判定で、長い下り坂等の制動力を必要とするような、車両１の制動時である場合では（ＹＥＳ）、ステップＳ２３の制動時制御に行き、第１スイッチ１５（第２の実施の形態では、接地用スイッチ１５Ｃ）をＯＮにして第２レギュレータ１２Ｂ側と接続して通電可能状態にすると共に第２スイッチ１６をＯＦＦにして断線状態にして第２発電機１１Ｂで制動回生により発生した電気を第２充電器１３Ｂに充電する。そして、予め設定した所定の時間を経過した後リターンに行き、上位の制御フローに戻る。

また、ステップＳ１０の判定で、登坂路走行時の場合には、即ち、検出値αが判定用の傾斜角α１以上の場合には、ステップＳ３０の登坂路走行時制御に行く。このステップＳ３０の登坂路走行時制御について、図４の制御フローを参照しながら、説明する。

図４のステップＳ３０の登坂路走行時制御では、ステップＳ３１で、アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）３３の検出値βが予め設定した判定値β１以上か否かを判定する。

このステップＳ３１の判定で、検出値βが予め設定した判定値β１より小さい場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ３２に行き、過給圧センサ３１で検出された過給圧Ｐｉが目標過給圧Ｐｏより小さい間は（ＮＯ）、過給圧Ｐｉが上昇し切らず、十分な空気量が気筒（シリンダ）内に供給されていないので、燃料噴射量が制限されている状態にあるとして、ステップＳ３３でコンプレッサ１９の運転を停止する。そして、予め設定した所定の時間を経過した後リターンに行き、上位の制御フローに戻る。

ステップＳ３２の判定で過給圧Ｐｉが目標過給圧Ｐｏ以上になったときには（ＹＥＳ）、過給圧Ｐｉが上昇して、十分な空気量が気筒内に供給され、燃料噴射量の制限が解除されている状態にあるとして、ステップＳ３４でコンプレッサ１９を駆動して運転する。そして、予め設定した所定の時間を経過した後リターンに行き、上位の制御フローに戻る。

そして、ステップＳ３１の判定で、検出値βが予め設定した判定値β１以上の場合には（ＮＯ）、ステップＳ３５に行き、第２充電器１３Ｂの充電状態（ＳＯＣ）を、第２充電器１３Ｂの電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ０以上であるか否かで判定する。このステップＳ３５の判定で、電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ０以上である場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ３６で、第１スイッチ１５（第２の実施の形態では接地用スイッチ１５Ｃ）をＯＮにして通電可能状態にすると共に第２スイッチ１６をＯＦＦにして断線状態にして第２電気供給システム１０Ｂ（または１０Ｃ）で給電する。そして、予め設定した所定の時間を経過した後リターンに行き、上位の制御フローに戻る。

また、ステップＳ３５の判定で、電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ０より小さい場合には（ＮＯ）、ステップＳ３７で第１スイッチ１５をＯＦＦにして断線状態にし（第２の実施の形態では、接地用スイッチ１５ＣをＯＦＦにして接地状態にし）、第２スイッチ１６をＯＮにして通電可能状態にして、第２電気供給システム１０Ｂでの給電を停止して、第１充電器１３Ａから第２充電器１３Ｂに充電する。そして、予め設定した所定の時間を経過した後リターンに行き、上位の制御フローに戻る。

この制御により、登坂路走行時の場合には、アクセルポジションセンサ３３の検出値βが予め設定した判定値β１より小さいときにはコンプレッサ（補機）１９の運転を行い、アクセルポジションセンサ３３の検出値βが判定値β１以上のときにはコンプレッサ１９の運転を停止し、第２電気供給システム１０Ｂ（又は１０Ｃ）で給電する登板路走行時制御を行うことができる。また、車両１の制動時には第２発電機１１Ｂで制動回生を行い第２充電器１３Ｂに充電する制動時制御を行うことができる。

更に、コンプレッサ１９の運転の停止中において、過給圧Ｐｉが目標過給圧Ｐ０以上になった場合にはコンプレッサ１９を駆動して運転を再開し、かつ、第２電気供給システム１０Ｂ（又は１０Ｃ）での給電において、第２充電器１３Ｂの電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ０より小さい場合には、第２電気供給システム１０Ｂ（又は１０Ｃ）での給電を停止して、第１充電器１３Ａから第２充電器１３Ｂに充電することができる。

なお、第２の実施の形態においても、第１充電ユニット１３Ｃと第２充電ユニット１３Ｄと第３スイッチ１５Ｃａと第４スイッチ１６ａを含めた構成全体が第２充電器１３Ｂとなるので、第１の実施の形態と同様な電気供給方法となる。

そして、本発明の実施の形態の車両は、上記の自動車用電源システム１０、１００を備えて構成され、上記の電気供給方法を実施でき、自動車用電源システム１０、１００が奏することができる効果を奏することができる。

本発明の自動車用電源システム、車両及び電気供給方法によれば、充電器の充電容量の増加と、車両の制動時に発電及び充電を行うことでバッテリ上がりを防止することができ、これにより、充電器の充電状態が不十分な状態で内燃機関が発生するエネルギーを使用して発電することを回避して燃費の悪化を抑制することができ、更に、車両の登坂路走行時におけるトルクアシストと補機駆動損失の低減により登坂性能を向上させると共に燃費を改善することができ、また、登坂時走行時のスモーク発生を抑制することで、排気ガス浄化装置のＤＰＦの再生頻度を低くすることができ、燃費を改善することができるので、数多くの自動車に利用できる。

１ 車両
２ 内燃機関（エンジン）
２ａ 駆動軸
３ 駆動輪
４ 伝達軸
１０、１００、１０Ｘ 自動車用電源システム
１０Ａ 第１電気供給システム
１０Ｂ、１０Ｃ 第２電気供給システム
１１Ａ 第１発電機
１１Ｂ 第２発電機
１２Ａ 第１レギュレータ
１２Ｂ 第２レギュレータ
１３Ａ 第１充電器
１３Ｂ 第２充電器
１３Ｃ 第１充電ユニット
１３Ｄ 第２充電ユニット
１４Ａａ、１４Ａｂ、１４Ｂａ〜１４Ｂｄ、１４Ｃａ〜１４Ｃg 電気配線
１５ 第１スイッチ
１５Ｃａ 第３スイッチ
１６ 第２スイッチ
１６ａ 第４スイッチ
１７ 電気制御装置
１８ アイドルストップスタート装置（ＩＳＳ装置）
１９ コンプレッサ（補機）
２０ 電装品
２１ 電気配線
３０ エンジン制御装置
３１ 過給圧センサ（ブースト圧センサ）
３２ アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）
３３ 傾斜角センサ

Claims (5)

1. 内燃機関の駆動軸によって駆動される第１発電機と、この第１発電機で発生した電気を充電する第１充電器と、この第１充電器からの電気を電装品に供給する電気配線を有する第１電気供給システムを備えた自動車用電源システムにおいて、
   前記内燃機関と駆動輪との間の伝達軸によって直接又は間接に駆動される第２発電機と、この第２発電機で発生した電気を充電する第２充電器と、この第２充電器からの電気を前記第１充電器に供給する電気配線を有する第２電気供給システムを備えると共に、
   前記第２発電機と前記第２充電器との間の電気配線に第１スイッチを設け、前記第２充電器と前記第１充電器との間の電気配線に第２スイッチを設け、
   車両の制動時には、前記第１スイッチを通電可能状態にすると共に前記第２スイッチを断線状態にして前記第２発電機で制動回生を行い第２充電器に充電する制動時制御を行い、
   登坂路走行時ではない場合は、補機の運転を行うと共に、前記第１スイッチと前記第２スイッチを共に断線状態にして前記第１電気供給システムで給電する通常時制御と、
   登坂路走行時の場合には、アクセルポジションセンサの検出値が予め設定した判定値より小さいときには補機を運転し、前記アクセルポジションセンサの検出値が前記判定値以上のときには補機の運転を停止し、前記第１スイッチを通電可能状態にすると共に前記第２スイッチを断線状態にして前記第２電気供給システムで給電する登坂路走行時制御を行う電気制御装置を備えたことを特徴とする自動車用電源システム。
2. 前記電気制御装置が、
   前記補機の運転の停止中において、過給圧が目標過給圧以上になった場合には前記補機の運転を再開し、かつ、前記第２電気供給システムでの給電において、前記第２充電器の電圧が許容電圧より小さい場合には、前記第２電気供給システムでの給電を停止して、前記第１スイッチを断線状態にすると共に前記第２スイッチを通電可能状態にして、前記第１充電器から前記第２充電器に充電するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用電源システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の自動車用電源システムを備えた車両。
4. 内燃機関の駆動軸によって駆動される第１発電機で発生した電気を第１充電器に充電する第１電気供給システムと、前記内燃機関と駆動輪との間の伝達軸によって直接又は間接に駆動される第２発電機で発生した電気を第２充電器に充電する第２電気供給システムを有する自動車用電源システムを備えた車両の電気供給方法において、
   車両の制動時には、前記第１スイッチを通電可能状態にすると共に前記第２スイッチを断線状態にして前記第２発電機で制動回生を行い第２充電器に充電する制動時制御を行い、
   登坂路走行時ではない場合は、補機の運転を行うと共に、前記第１スイッチと前記第２スイッチを共に断線状態にして前記第１電気供給システムで給電する通常時制御と、
   登坂路走行時の場合には、アクセルポジションセンサの検出値が予め設定した判定値より小さいときには補機を運転し、前記アクセルポジションセンサの検出値が前記判定値以上のときには補機の運転を停止し、前記第１スイッチを通電可能状態にすると共に前記第２スイッチを断線状態にして前記第２電気供給システムで給電する登坂路走行時制御を行うことを特徴とする車両の電気供給方法。
5. 前記補機の運転の停止中において、過給圧が目標過給圧以上になった場合には前記補機の運転を再開し、かつ、前記第２電気供給システムでの給電において、前記第２充電器の電圧が許容電圧より小さい場合には、前記第１スイッチを断線状態にすると共に前記第２スイッチを通電可能状態にして、前記第２電気供給システムでの給電を停止して、前記第１充電器から前記第２充電器に充電することを特徴とする請求項４に記載の車両の電気供給方法。

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