JP5970845B2 - 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４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。

しかしながら、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電装品が使用されているため、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が発生してきた。

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。

また、ディーゼルエンジンでは、ブレーキブースター（倍力装置）等の負圧式アクチュエータを作動させるために負圧を作る必要があり、エンジン出力で駆動されて負圧を作るバキュームポンプが補機の一つとして設けられている。このバキュームポンプは、従来技術では、例えば、エンジン出力で駆動される発電機の駆動軸と同軸状に配置され、この発電機と共にクランクシャフトの回転によって駆動される構成となっている。

従来技術では、自動車の発進時には、エンジン出力として大きなトルクが必要であるにもかかわらず、発進時にバキュームポンプの駆動も行っている。この自動車の発進時の補機駆動トルクの負担を軽減することができると、発進時におけるエンジン効率がよくなり、燃費の軽減となる。

また、一方で、オートマチックトランスミッション車（ＡＴ車）では流体クラッチであるトルクコンバータ（トルコン）を使用してスムーズな発進を可能にしている。この場合に、駆動力の伝達効率の向上と燃費性能の向上のために、トルクコンバータのポンプ側とタービン側との間に、ロックアップクラッチを設けて、予め決められた速度以上のトルクコンバータの機能が不要な運転領域になると、トルクコンバータ内のオイルの流れを変えて、ロックアップクラッチをＯＮにして締結状態にして、オイルを介さずに直接エンジン側とミッション側の回転軸を直結した状態、つまり、トルクコンバータのポンプとタービンの回転が同調するロックアップ状態にする。これによりマニアルトランスミッション車（ＭＴ車）と同様に駆動力を１００％出力側に伝達して、伝達効率の向上を図っている。

従って、車両が発進時にあるか否かをこのロックアップクラッチがＯＦＦであるか否かで判断することができる。

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、車両の発進時に内燃機関の補機駆動トルクの軽減をして燃費の向上を図ることができると共に、効率良く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できて燃費の悪化を抑制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、前記内燃機関の出力又は前記第１電気供給システムの電力で駆動する補機の一部又は全部である特定補機を前記第２充電器からの電力によっても駆動できるように構成し、更に、当該自動車用電源システムを備えた車両の発進時においては、前記第１発電機における発電を停止すると共に、前記第２充電器からの電力で前記特定補機を駆動する発進時制御を行う電気制御装置を備えて、該電気制御装置が、車両の発進時ではない場合においては、前記特定補機を前記内燃機関の出力又は前記第１電気供給システムの電力で駆動すると共に、車両の通常走行時は前記第１スイッチと前記第２スイッチを共にＯＦＦにして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走行時制御と、車両の制動時には前記第１スイッチをＯＮにして通電可能状態にすると共にして前記第２スイッチをＯＦＦにして断線状態にして前記第２発電機で発生した電気を前記第２充電器に充電する制動時制御と、を行うように構成されている。

つまり、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発電機と第２充電器を備えると共に、内燃機関の補機の一部又は全部の特定補機を、車両の発進時に第２充電器からの電力で駆動するように構成する。これにより、車両の発進時に内燃機関の補機駆動トルクを軽減して、燃費を向上することができるようになる。

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、車両のアイドルストップスタート装置の作動時は前記第２充電器に充電した電気を前記第１充電器に供給するアイドルストップスタート制御時制御を行うように構成される。

この構成により、比較的簡単な構成で、車両の制動時に第２発電機による発電及び第２充電器への充電を行うことができ、アイドルストップスタート装置の作動時に第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、前記車両の発進時を、ロックアップクラッチが断状態で、かつ、スロットル開度が予め設定した判定値以上である場合とし、前記特定補機を電動バキュームポンプとする。これにより、比較的簡単に車両の発進時の期間を設定でき、しかも、スロットル開度がある低度ほど開いて第２発電機で発電可能になってから、特定補機として選択した電動バキュームポンプを駆動できるので、効率良く車両の発進時における補機駆動トルクを軽減できる。

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、車両の発進時に内燃機関の補機駆動トルクの軽減をして燃費の向上を図ることができると共に、効率良く発電及び充電を行うことでバッテリ上がりを防止でき、また、充電器の充電状態が不十分な状態での内燃機関の運転を回避できて燃費の悪化を抑制することができる。更に、第１発電機による発電が困難なアイドルストップスタート装置の作動時に第２充電器からの電気で電装品における電力消費を賄うことができる。

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、車両の発進時においては、前記第１発電機における発電を停止すると共に、前記内燃機関の出力又は前記第１電気供給システムの電力で駆動する補機の一部又は全部であり、かつ、前記第２充電器からの電力によっても駆動できるように構成された特定補機を、前記第２充電器からの電力で駆動する発進時制御を行い、前記車両が発進時ではない場合においては、前記特定補機を前記内燃機関の出力又は前記第１電気供給システムの電力で駆動すると共に、車両の通常走行時には前記第２発電機と前記第２充電器との間の電気配線に設けた前記第１スイッチと、前記第２充電器と前記第１充電器との間の電気配線に設けた前記第２スイッチとを共にＯＦＦにして断線状態にして前記第２発電機では電気を発生させない通常走行時制御と、車両の制動時には前記第１スイッチをＯＮにして通電可能状態にすると共にして前記第２スイッチをＯＦＦにして断線状態にして前記第２発電機で電気を発生させて前記第２充電器に充電する制動時制御と、を行うことを特徴とする方法である。

つまり、第１発電機と第１充電器の他にもう一組の第２発電機と第２充電器を備え、通常走行時には、第１発電機で発電を行うと共に、内燃機関の補機の一部又は全部の特定補機を、車両の発進時に第２充電器からの電力で駆動する。これにより、車両の発進時に内燃機関の補機駆動トルクを軽減して、燃費を向上することができる。

また、上記の車両の電気供給方法において、車両のアイドルストップスタート装置の作動時には、前記第２充電器に充電した電気を前記第１充電器に供給するアイドルストップスタート制御時制御を行う。

つまり、通常走行時には、第１発電機で発電を行うと共に、更に、車両の制動時に第２発電機で発電を行って第２充電器に充電し、第１発電機による発電が困難なアイドルストップスタート装置の作動時には第２充電器からの電力で内燃機関及び電装品における電力消費を賄うようにする。

これにより、充電器の充電容量の増加と制動時の発電を行うことでバッテリ上がりをよりよく防止でき、また、充電器の充電状態が不十分な状態での内燃機関の運転をよりよく回避できて燃費の悪化を抑制することができる。更に、第１発電機による発電が困難なアイドルストップスタート装置の作動時に第２充電器からの電気で電装品における電力消費を賄うことができる。

また、上記の車両の電気供給方法において、前記車両の発進時を、ロックアップクラッチが断状態で、かつ、スロットル開度が予め設定した判定値以上である場合とし、前記特定補機を電動バキュームポンプとする。これにより、比較的簡単に車両の発進時の期間を設定でき、しかも、スロットル開度がある低度ほど開いて第２発電機で発電可能になってから、特定補機として選択した電動バキュームポンプを駆動できるので、効率良く車両の発進時における補機駆動トルクを軽減できる。

本発明に係る自動車用電源システム、車両、及び車両の電気供給方法によれば、充電器の充電容量の増加と、車両の発進時に内燃機関の補機駆動トルクの軽減をして燃費の向上は図ることができると共に、効率良く発電及び充電を行うことでバッテリ上がりを防止でき、また、充電器の充電状態が不十分な状態での内燃機関の運転を回避できて燃費の悪化を抑制することができる。

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。 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、及び車両の電気供給方法について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、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（エンジン）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、この第１充電器１３Ａのプラス極からの電気をヘッドライトやハザードランプ等の電装品２０に供給する電気配線２１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、発電停止用スイッチ１２Ａｂを備えた電気配線１２Ａａにより接地可能に構成されている。

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１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。

更に、第２充電器１３Ｂのプラス極に電気配線１４Ｂｅで駆動用スイッチ２２ａを介して電動バキュームポンプ２２を接続する。この電動バキュームポンプ２２は電気配線１４Ｂｆにより接地される。この電動バキュームポンプ２２の駆動により、バキュームタンク２３から空気が抜かれ、このバキュームタンク２３に負圧が供給されることになる。これにより、電動バキュームポンプ２２（内燃機関の出力（又は第１電気供給システム１０Ａの電力）で駆動する補機の一部又は全部である特定補機）を第２充電器１３Ｂからの電力によっても駆動できるように構成する。

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と発電停止用スイッチ１２Ａａと駆動用スイッチ２２ａを制御する電気制御装置１７を備えて構成する。この電気制御装置１７は、車両１の発進時においては、発電停止用スイッチ１２ＡａをＯＦＦにして断線状態にして、第１レグレータ１２Ａからの電気配線１２Ａｂの接地を解除し、第１発電機１１Ａにおける発電を停止する。それと共に、駆動用スイッチ２２ａをＯＮにして通電可能状態にして第２充電器１３Ｂからの電力で電動バキュームポンプ２２を駆動する。

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、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で発生した電気を第２充電器１３Ｂに充電し、車両１のアイドルストップスタート（ＩＳＳ）装置１８の作動時は、第１スイッチ１５をＯＦＦにして断線すると共に第２スイッチ１６をＯＮにして通電可能状態にして第２充電器１３Ｂに充電した電気を第１充電器１３Ａに供給するように制御する。なお、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。

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１３Ａ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１０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で電動バキュームポンプ２２を介して駆動用スイッチ２２ａに接続する。この駆動用スイッチ２２ａ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。これにより、内燃機関の出力で駆動する電動バキュームポンプ２２を第２充電器１３Ｂからの電力によっても駆動できるように構成する。

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に第１スイッチ１５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、駆動用スイッチ２２ａ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時に接地する駆動用スイッチ２２ａ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は第１スイッチ１５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駆動用スイッチ２２ａに接続し、更に、充電ユニット１３Ｃ、１３Ｄ同士を第１スイッチ１５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の制御フローを参照しながら説明する。この図３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の発進時か否かを、オートマチックトランスミッション車（ＡＴ車）で使用しているトルクコンバータ（トルコン）のポンプ側とタービン側との間に設けられたロックアップクラッチ１９がＯＦＦ（断状態）かＯＮ（接状態）かで判定し、このロックアップクラッチ１９がＯＦＦである場合に（ＹＥＳ）、車両１の発進時であると判断して、ステップＳ２０に行く。

ステップＳ２０では、更に、スロットル開度が予め設定した判定値（ある閾値）以上であるか否かを判定し、スロットル開度が判定値以上であれば（ＹＥＳ）、十分に吸気が供給されており、第２発電機１１Ｂで発電できる状態にあると判断して、ステップＳ２１の発進時制御に行く。

このステップＳ２０の判定でスロットル開度が判定値以上でなければ（ＮＯ）、予め設定された時間を経過してからステップＳ１０に戻り、ステップＳ２０の判定でスロットル開度が判定値以上になるまで待ち、スロットル開度が判定値以上になったらステップＳ２１の発進時制御に行く。

ステップＳ２１の発進時制御では、発電停止用スイッチ１２ＡａをＯＦＦにして断線状態にして、接地状態を解除して、第１発電機１１Ａの発電を停止し、内燃機関２の駆動軸２ａの負担を軽くして、内燃機関のトルクの多くを発進時用に使用する。また、同時に、駆動用スイッチ２２ａをＯＦＦにして接地側に切り替えて、電動バキュームポンプ２２を、内燃機関２の出力による駆動から、第２充電器１３Ｂからの電力による駆動に切り替える。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Ｓ１０の判定で、車両１の発進時ではない場合においては（ＮＯ）、ステップＳ１１に行き、ステップＳ１１〜Ｓ１５で、車両の通常走行時には第２発電機１１Ｂでは電気を発生させない通常走行時制御（Ｓ１４）と、車両の制動時には第２発電機１１Ｂで電気を発生させて第２充電器１３Ｂに充電する制動時制御（Ｓ１５）と、車両のアイドルストップスタート装置の作動時には、第２充電器１３Ｂに充電した電気を第１充電器１１Ｂに供給するアイドルストップスタート制御時制御（Ｓ１２）とを行う。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。

以下、この通常走行時制御（Ｓ１４）と、制動時制御（Ｓ１５）と、アイドルストップスタート制御時制御（Ｓ１２）について説明する。ステップＳ１１で、アイドルストップスタート装置（ＩＳＳ装置）１８が作動中であるか否かを判定する。このステップＳ１１の判定でアイドルストップスタート装置１８が作動中であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１２に行き、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（接続状態）にして、第２充電器１３Ｂに充電された電気を第２充電器１３Ｂから第１充電器１３Ａに供給して、アイドルストップスタート制御時制御の「第１充電器への給電」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。

この場合に第２の実施の形態では、より詳細には、第１スイッチ１５をＯＦＦにして断線状態にすると共に、連動する第３スイッチ１５ＣａをＯＦＦして断線状態にし、また、第２スイッチ１６と第４スイッチ１６ａをＯＮにして通電可能状態にして、第１充電ユニット１３Ｃと第２充電ユニット１３Ｄに充電された電気を直列状態に結線された第１充電ユニット１３Ｃと第２充電ユニット１３Ｄから第１充電器１３Ａに供給して、アイドルストップスタート制御時制御の「第１充電器への給電」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、ステップＳ１１の判定でアイドルストップスタート装置１８が作動中でなければ（ＮＯ）、ステップＳ１３に行き、車両１が通常走行中か否かを判定する。この判定は、「アクセルスイッチがＯＦＦ（踏まれていない状態）、かつ、クラッチスイッチがＯＮ（クラッチペダルが踏まれていない状態）、かつ、ニュートラルスイッチがＯＮ（変速機（Ｔ／Ｍ）がニュートラルでは無い状態）」であるか、あるいは、「ブレーキスイッチがＯＮ、（ブレーキペダルが踏まれた状態）」のどちらかでも無い場合には、通常走行中である（ＹＥＳ）と判定し、この場合は、ステップＳ１４に行き、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て、第２発電機１１Ｂでの発電を停止すると共に、第２充電器１３Ｂからの第１充電器１３Ａへの給電も停止して、通常走行時制御の「第２発電機の停止と充電器への給電の停止」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。

この場合に第２の実施の形態では、より詳細には、第１スイッチ１５をＯＦＦにして断線状態にすると共に、連動する第３スイッチ１５ＣａをＯＦＦして断線状態にし、また、第２スイッチ１６と第４スイッチ１６ａをＯＦＦにして断線状態にして、第２発電機１１Ｂでの発電を停止すると共に、第１充電ユニット１３Ｃと第２充電ユニット１３Ｄからの第１充電器１３Ａへの給電も停止して、通常走行時制御の「第２発電機の停止と充電器への給電の停止」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、ステップＳ１３の通常走行か否かの判定で、「アクセルスイッチがＯＦＦ、かつ、クラッチスイッチがＯＮ、かつ、ニュートラルスイッチがＯＮ」であるか、あるいは、「ブレーキスイッチがＯＮ」のどちらかである場合には、通常走行ではない（ＮＯ）、即ち、制動中であると判定する。この場合は、車両及び内燃機関が制動時にあるとして、ステップＳ１５に行き、第１スイッチ１５をＯＮにして通電可能状態にし、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で発電して第２充電器１３Ｂに充電する制動時制御の「第２発電機での発電と第２充電器での充電」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。

この場合に第２の実施の形態では、より詳細には、第１スイッチ１５と連動する第３スイッチ１５ＣａをＯＮにして接続状態とし、また、第２スイッチ１６と第４スイッチ１６ａをＯＦＦにして断線状態にして、第２発電機１１Ｂで発電して、並列に結線された第１充電ユニット１３Ｃと第２充電ユニット１３Ｄに充電する制動時制御の「第２発電機での発電と第２充電器での充電」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。

この制御により、車両１の発進時においては、第１発電機１１Ａにおける発電を停止すると共に、内燃機関２の出力で駆動する補機の一部であり、かつ、第２充電器１３Ｂからの電力によっても駆動できるように構成された電動バキュームポンプ２２（特定補機）を、第２充電器１３Ｂからの電力で駆動する発進時制御を行い、車両１の発進時ではない場合においては、車両１の通常走行時には、第１スイッチ１５と第２スイッチ１６を共にＯＦＦにして断線する通常走行時制御と、車両１の制動時には、第１スイッチ１５をＯＮにして通電可能とすると共に第２スイッチ１６をＯＦＦにして断線して第２発電機１１Ｂで発生した電気で第２充電器１３Ｂに充電する制動時制御と、車両１のアイドルストップスタート装置１８の作動時は、第１スイッチ１５をＯＦＦにして断線状態にすると共に第２スイッチ１６をＯＮにして通電可能状態にして第２充電器１３Ｂに充電した電気を第１充電器１３Ａに供給するアイドルストップスタート制御時制御とを行うことができる。

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、上記の車両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、及び車両の電気供給方法によれば、充電器の充電容量の増加と、車両の発進時に内燃機関の補機駆動トルクの軽減を図ることができて、効率良く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できて燃費の悪化を抑制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
１２Ａａ 発電停止用スイッチ
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 ロックアップクラッチ
２０ 電装品
２１ 電気配線
２２ 電動バキュームポンプ（特定補機）
２２ａ 駆動用スイッチ
３０ エンジン制御装置

Claims (7)

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、
   前記内燃機関の出力又は前記第１電気供給システムの電力で駆動する補機の一部又は全部である特定補機を前記第２充電器からの電力によっても駆動できるように構成し、
   更に、当該自動車用電源システムを備えた車両の発進時においては、前記第１発電機における発電を停止すると共に、前記第２充電器からの電力で前記特定補機を駆動する発進時制御を行う電気制御装置を備えて、
   該電気制御装置が、車両の発進時ではない場合においては、前記特定補機を前記内燃機関の出力又は前記第１電気供給システムの電力で駆動すると共に、車両の通常走行時は前記第１スイッチと前記第２スイッチを共にＯＦＦにして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走行時制御と、車両の制動時には前記第１スイッチをＯＮにして通電可能状態にすると共にして前記第２スイッチをＯＦＦにして断線状態にして前記第２発電機で発生した電気を前記第２充電器に充電する制動時制御と、を行うように構成されている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、車両のアイドルストップスタート装置の作動時は前記第２充電器に充電した電気を前記第１充電器に供給するアイドルストップスタート制御時制御を行うように構成されている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. 前記車両の発進時を、ロックアップクラッチが断状態で、かつ、スロットル開度が予め設定した判定値以上で有る場合とし、前記特定補機を電動バキュームポンプとしていることを特徴とする請求項１、又は２に記載の自動車用電源システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車用電源システムを備えた車両。
5. 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、
   車両の発進時においては、前記第１発電機における発電を停止すると共に、前記内燃機関の出力又は前記第１電気供給システムの電力で駆動する補機の一部又は全部であり、かつ、前記第２充電器からの電力によっても駆動できるように構成された特定補機を、前記第２充電器からの電力で駆動する発進時制御を行い、
   前記車両が発進時ではない場合においては、前記特定補機を前記内燃機関の出力又は前記第１電気供給システムの電力で駆動すると共に、車両の通常走行時には前記第２発電機と前記第２充電器との間の電気配線に設けた前記第１スイッチと、前記第２充電器と前記第１充電器との間の電気配線に設けた前記第２スイッチとを共にＯＦＦにして断線状態にして前記第２発電機では電気を発生させない通常走行時制御と、車両の制動時には前記第１スイッチをＯＮにして通電可能状態にすると共にして前記第２スイッチをＯＦＦにして断線状態にして前記第２発電機で電気を発生させて前記第２充電器に充電する制動時制御と、を行うことを特徴とする車両の電気供給方法。
6. 車両のアイドルストップスタート装置の作動時には、前記第２充電器に充電した電気を前記第１充電器に供給するアイドルストップスタート制御時制御を行うことを特徴とする請求項５に記載の車両の電気供給方法。
7. 前記車両の発進時を、ロックアップクラッチが断状態で、かつ、スロットル開度が予め設定した判定値以上で有る場合とし、前記特定補機を電動バキュームポンプとしたことを特徴とする請求項５、又は６に記載の車両の電気供給方法。

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