JPH0993807A - 車輛用充電装置及び車輛用充電方法 - Google Patents
車輛用充電装置及び車輛用充電方法Info
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Abstract
に対する充電をエンジン負荷を強いることなく、しかも
簡単な構造で短時間に行えるようにする。 【解決手段】電気二重層コンデンサ15をリレースイッ
チ13の常開側固定接点15cに接続し、また常閉側固
定接点13aにバッテリ12を接続し、更に励磁コイル
13dに対しては制動スイッチ14を介して通電可能と
する。走行中に運転者がブレーキペダルを踏み込むと、
制動スイッチ14がONし、リレースイッチ13の可動
接点13aが常開側固定接点13cに接続され、発電機
11の出力電圧が電気二重層コンデンサ15に供給され
る。その結果、この電気二重層コンデンサ15は制動時
のエネルギを回生して充電されるため、制動以外の走行
時のエンジン負荷が軽減されるばかりか、高電圧で充電
することが可能になる。
Description
て採用する電気二重層コンデンサを制動時のエネルギで
充電する車輛用充電装置及び車輛用充電方法に関する。
助電源或いは非常用電源として採用する技術が種々提案
されている。この電気二重層コンデンサは、急速な充放
電が可能であるため、例えば特開平5−52215号公
報に開示されているように、この電気二重層コンデンサ
の放電電流により、エンジンの排気系に介装した触媒の
冷態始動時の急速加熱、或いは電気自動車の加速時の出
力増強を行ったり、又は急速充電をブレーキング時のエ
ネルギ回生等に利用することで、従来のバッテリでは十
分に対応することの出来ない弱点をカバーし、触媒の早
期活性化、電気自動車の走行性能の向上等を図ることが
出来る。
放電された状態にある電気二重層コンデンサ2とを並列
に接続したときの等価モデルを示す。この図において、
R1は上記バッテリ1の内部抵抗、R2は上記電気二重
層コンデンサ2の内部抵抗で、上記バッテリ1の起電圧
をEo[V]、このバッテリ1の内部抵抗R1の抵抗値をr
o[Ω]、上記電気二重層コンデンサ2の内部抵抗R2の
抵抗値をrcbo[Ω]とすると、上記電気二重層コンデン
サ2に流れる電流iは、i=Eo/(ro+rcbo)とな
る。
重層コンデンサ2の容量が大きくなると、その内部抵抗
rcboは小さくなる傾向にあり、一時的に数百A〜数千
Aに近い短絡的な電流が流れる場合もある。上記バッテ
リ1から上記電気二重層コンデンサ2への充電は深い放
電を伴うため、このバッテリ1の短命化をもたらす結果
となる。そのため、一般的には、図11に示すように、
外装抵抗R3を直列に接続し上記バッテリ1から短絡的
な電流が流れるのを防止するようにしている。
定すると、上記電気二重層コンデンサ2に対する充電時
間が長くなる。又、逆に、抵抗値を小さくすれば、電流
値が大きくなってしまい、その分、外装抵抗R3での熱
損失が大きくなり、放熱面積を拡大する等の大がかりな
放熱設計が必要になり、重量増、コストアップの要因に
なる。
で、簡単な構造で、電気二重層コンデンサに対し、バッ
テリに負担をかけることなく短時間で充電することが可
能な車輛用充電装置を提供することを目的としている。
第一発明による車輛用充電装置は、バッテリと電気負荷
へ短時間に大電流を出力可能な電気二重層コンデンサと
に対して発電機の出力電圧をリレースイッチを介して選
択的に給電可能にした車輛用充電装置において、上記リ
レースイッチの可動接点に上記発電機を接続し、このリ
レースイッチの常閉側固定接点に上記バッテリを接続
し、またこのリレースイッチの常開側固定接点に上記電
気二重層コンデンサを接続し、更にこのリレースイッチ
の励磁コイルを車輛が制動状態のときにオンする制動ス
イッチを介して上記バッテリに接続したことを特徴とす
る。
輛用充電装置は、前記第一発明による車輛用充電装置に
おいて、前記電気二重層コンデンサの正極と前記バッテ
リとを、この電気二重層コンデンサから上記バッテリ側
への順方向電圧のみを許容するダイオードを介して接続
したことを特徴とする。
輛用充電装置は、バッテリと電気負荷へ短時間に大電流
を出力可能な電気二重層コンデンサとに対して発電機の
出力電圧をリレースイッチを介して選択的に給電可能に
した車輛用充電装置において、上記リレースイッチの可
動接点に上記発電機を接続し、このリレースイッチの常
閉側固定接点に上記バッテリと必要に応じて動作させる
選択的電気負荷とを並列接続し、またこのリレースイッ
チの常開側固定接点に上記電気二重層コンデンサと車輛
を機能させるために必要な必要的電気負荷とを並列接続
し、更にこのリレースイッチの励磁コイルを車輛の制動
状態を検出して動作するスイッチを介して上記バッテリ
に接続したことを特徴とする。
輛用充電装置は、発電機をリレースイッチの可動接点に
接続し、このリレースイッチの常開側固定接点に電気負
荷に対して短時間に大電流を出力可能な電気二重層コン
デンサを接続し、またこのリレースイッチの常閉側固定
接点にバッテリを接続して、上記電気二重層コンデンサ
と上記バッテリとに発電機の電力を選択的に給電可能に
した車輛用充電方法において、車輛の制動状態を検出す
る第1の出力信号と、この第1の出力信号に対し設定時
定数を有して出力する第2の出力信号とに基づき、この
両出力信号が共に非制動状態を示しているとき上記発電
機の設定電圧を低電圧に設定すると共に上記リレースイ
ッチの励磁コイルに対する通電を停止し、また上記第1
の出力信号が制動状態を示し且つ上記第2の出力信号が
非制動状態を示しているとき上記発電機の発電を停止さ
せ且つ上記励磁コイルに通電して上記可動接点を上記常
開側固定接点に接続し、更に上記両出力信号が共に制動
状態を示しているとき上記発電機の設定電圧を高電圧に
設定し且つ上記励磁コイルに通電して上記可動接点を上
記常開側固定接点に接続し、一方上記第1の出力信号が
非制動状態を示し且つ上記第2の出力信号が制動状態を
示しているとき上記発電機の発電を停止させ且つ上記励
磁コイルに対する通電を停止して上記可動接点を上記常
閉側固定接点に接続することを特徴とする。
が非制動状態のときはリレースイッチの励磁コイルが非
通電状態にあるため、発電機の出力電圧により上記リレ
ースイッチの常閉側固定接点に接続されているバッテリ
が充電される。一方、車輛が制動状態になると、上記励
磁コイルが励磁されて上記リレースイッチの可動接点が
常開側固定接点に接続されるため、この常開側固定接点
に接続する電気二重層コンデンサが上記発電機の出力電
圧により充電される。
第一発明による車輛用充電装置において、上記電気二重
層コンデンサの電圧がバッテリ電圧よりも高くなると、
上記発電機の出力電圧がダイオードを介して上記バッテ
リ側に供給される。
が非制動状態のときには、リレースイッチの励磁コイル
が非通電状態にあり、従って、発電機はリレースイッチ
の常閉側固定接点に接続されているバッテリを充電する
と同時に、このバッテリに並列接続されている選択的電
気負荷へ電圧を印加する。又、車輛が制動状態になると
上記リレースイッチの励磁コイルが励磁され、このリレ
ースイッチの可動接点が上記常開側固定接点に接続され
る。その結果、この常開側固定接点に接続されている電
気二重層コンデンサ及び車輛を機能させるために必要な
必要的電気負荷に対して、制動時のエネルギによって発
電された電圧が印加される。そして、制動状態が解除さ
れると、上記リレースイッチの可動接点が常閉側固定接
点に接続され、上記必要的電気負荷に対する発電機から
の給電が断たれ、この必要的電気負荷に対しては上記電
気二重層コンデンサからの給電される。
加速或いは定常走行の状態にあり、第1の出力信号及び
第2の出力信号が共に非制動状態を示しているとき、発
電機に対する設定電圧を低電圧に設定し且つリレースイ
ッチの励磁コイルを非通電にする。すると、このリレー
スイッチの常閉側固定接点に接続されているバッテリが
低電圧で充電される。又、走行中に制動状態になると、
初期の段階では上記第1の出力信号が制動状態を示し、
一方上記第2の出力信号は依然として非制動状態を示し
ている。このときには、上記発電機の発電を停止し且つ
上記リレースイッチの励磁コイルに対して通電し、リレ
ースイッチの可動接点を常開側固定接点に接続する。そ
の後、上記両出力信号が共に制動状態を示したとき、上
記発電機の設定電圧を高電圧に設定し、この電力で上記
電気二重層コンデンサを充電する。そして、制動が解除
されたとき、上記発電機の発電を停止させると共に上記
リレースイッチの励磁コイルに対する通電を停止し、上
記可動接点を常開側固定接点に接続する。次いで、上記
両出力信号が共に非制動状態を示したとき上記発電機に
対する設定電圧を低電圧として上記バッテリを充電す
る。
施の形態を説明する。図1には本発明の第1実施の形態
による車輛用充電装置の回路図が示されている。
電機、12は同じく車輛に搭載されているバッテリで、
上記発電機11がリレースイッチ13の可動接点13a
に接続され、またこのリレースイッチ13の常閉側固定
接点13bに上記バッテリ12が接続されていると共
に、上記リレースイッチ13の励磁コイル13dが制動
スイッチ14を介して接続されている。更に、上記リレ
ースイッチ13の常開側固定接点13cには、電気二重
層コンデンサ15が接続されていると共に、電気負荷1
6が負荷スイッチ17を介して接続されている。
の踏み込みを検出してオン動作するスイッチ、或いは、
一定車速以上の走行中におけるブレーキペダルの踏み込
みを検出して図示しない制御装置からの信号によりオン
動作するスイッチであり、又、上記電気負荷16は、例
えば不活性状態の触媒を早期に活性化させる触媒ヒータ
で、この場合、負荷スイッチ17は上記触媒の温度を検
出し、活性化温度に達したときにOFF動作する。
の非制動状態では、制動スイッチ14がOFF状態にあ
るため、リレースイッチ13の可動接点13aは常閉側
固定接点13bに接続されており、発電機11はバッテ
リ12を充電する。一方、走行中にブレーキペダルを踏
み込むと、上記制動スイッチ14がONし、上記リレー
スイッチ13の励磁コイル13dが励磁され、上記可動
接点13aが常開側固定接点13cに接続される。する
と、この常開側固定接点13cに接続する電気二重層コ
ンデンサ15が、制動時のエネルギによって発電された
電圧で充電される。制動時の上記発電機11の発電によ
り上記電気二重層コンデンサ15を直接充電するように
したので、従来のような充電時のバッテリを保護するた
めの外装抵抗が不要になり、その分、大電流が確保さ
れ、上記電気二重層コンデンサ15を短時間で充電する
ことができる。従って、この電気二重層コンデンサ15
を常時充電する必要がなく、その分、エンジン負荷が軽
減される。
に並列接続されている電気負荷16が触媒ヒータである
場合、イグニッションスイッチをONしたとき触媒温度
が活性化温度に達していなければ、上記負荷スイッチ1
7がONし、上記電気二重層コンデンサ15の放電によ
り上記電気負荷16である触媒ヒータに大電流が通電さ
れ、触媒が急速加熱される。その結果、この触媒が早期
に活性化され、排気ガスの改善が図れる。なお、上記制
動スイッチ14が制動操作と車速の双方を検出してON
動作するものであれば、エンジン始動の車輛停止時の上
記制動スイッチ14はOFF状態にあり、リレースイッ
チ13の可動接点13aは常閉側固定接点13bに接続
されている。
輛用充電装置の回路図を示す。本実施の形態では、上記
第1実施の形態の電気二重層コンデンサ15の正極とバ
ッテリ12とを、そのアノード側を上記電気二重層コン
デンサ15側に接続するダイオード21を介して接続し
たものである。
チ13の可動接点13aがバッテリ12に接続する常閉
側固定接点13bから切り放されているため、このバッ
テリ12は一方的放電状態になり電圧が降下する。そし
て、この電気二重層コンデンサ15の電圧が、上記ダイ
オード21の順方向電圧降下分よりも高くなると、上記
電気二重層コンデンサ15から上記ダイオード21を経
て上記バッテリ12へ電圧が供給される。
輛用充電装置の回路図を示す。本実施の形態では、上記
第2実施の形態のダイオード21とバッテリ12との間
に抵抗22を介装したものである。
宜設定することで電気二重層コンデンサ15側からバッ
テリ12へ流れる電流を必要に応じて制限することがで
きる。すなわち、電気二重層コンデンサ15側からダイ
オード21を介してバッテリ12を充電するとき、上記
抵抗22がないと、大きな電流容量のダイオード21が
必要になり、しかもバッテリ12側が一瞬でも短絡した
状態なってしまったり、更には、電気二重層コンデンサ
15とバッテリ12との電位差が大きくなるに従い、充
電電流が大きくなり、ダイオード21の損傷を招くこと
にもなる。ダイオード21のみでこれらの不都合を解決
しようとすれば、システムが大型化するばかりでなく、
コストの大幅な高騰を招くことになる。その点、本実施
の形態に示すように、ダイオード21とバッテリ12と
の間に抵抗22を介装すれば、ダイオード21の許容電
流を高く設定する必要がなくなり、しかも、バッテリ1
2に対する充電電流を予め制限することができる。
輛用充電装置の回路図を示す。本実施の形態では、車輛
が正常に動作するために最低限必要とする必要的電気負
荷16aのみを、バッテリ12から切り離して、電気二
重層コンデンサ15に並列接続させ、他の電気負荷16
bを上記バッテリ12に選択スイッチ26を介して並列
接続したものである。
気負荷には、電力消費が常に安定している定常電気負荷
と、常に変動する電気負荷とがあり、変動する電気負荷
は、更に運転状況により発生する状況的電気負荷と、運
転者が選択する選択的電気負荷とがある。
ル、電子制御装置の消費電流等があり、状況的電気負荷
には、ブレーキランプ、ラジエータ電動ファン等があ
り、又、選択的電気負荷には、ヘッドランプ、ワイパモ
ータ、エアコン等がある。
的電気負荷とを必要的電気負荷16aとし、選択的電気
負荷を他の電気負荷16bとし、この必要的電気負荷1
6aを主に上記電気二重化層コンデンサ15から給電す
るようにしたものである。この電気二重層コンデンサ1
5は制動時のエネルギにより充電されているため、選択
的電気負荷を必要としない状況下では、発電機11の負
荷が低減され、その分、エンジンのベース負荷が軽減さ
れるため、燃費が向上する。
13の可動接点13aは常閉側固定接点13bに接続さ
れているため、発電機11の発生電圧によりバッテリ1
2が充電され、且つ、選択スイッチ26がONされてい
れば、選択的電気負荷16bに給電される。尚、制動時
には、リレースイッチ13の可動接点13aが常閉側固
定接点13bから切り離されているため、上記選択的電
気負荷16bへはバッテリ12側の電圧が給電される。
輛用充電装置を示す。本実施の形態では、上記第4実施
の形態の電気二重層コンデンサ15に接続する接続点と
上記必要的電気負荷16aとの間に、そのアノード側を
上記常開側固定接点13c側に接続するダイオード31
aを介装し、又、バッテリ12を上記必要的電気負荷1
6aに接続すると共に、そのアノード側を上記バッテリ
12側に接続するダイオード31bを介装し、上記必要
的電気負荷16aに対しては、上記電気二重層コンデン
サ15とバッテリ12との電位差からいずれか高い方の
電圧を給電するようにしたものである。
が電気二重層コンデンサ15を充電するには十分でなか
ったり、或いは電気二重層コンデンサ15の蓄電量が減
少して電圧が低下している場合には、上記バッテリ12
側から上記必要的電気負荷16aに対して給電すること
ができるため、この必要的電気負荷16aに対して、常
に安定した電圧を給電することができる。
この実施の形態では、発電機11の設定電圧と、リレー
スイッチ13の切り換えタイミングとをシーケンシャル
制御して、リレースイッチ13の切換を頻繁に行って
も、スイッチ接点の耐久性が低下しないようにしたもの
である。
ため、ブレーキとブレーキ解除とが行われる都度にリレ
ースイッチの接点を介して発電機11の出力電圧を、バ
ッテリ12と電気二重層コンデンサ15とに振り分けて
いると、リレースイッチ13の耐久性が低下してしま
う。特に、発電電圧を供給しているときにリレースイッ
チ13を切り換え動作させると、上記リレースイッチ1
3の接点寿命が著し低下するばかりか、発電機の負荷が
一瞬途切れるためサージ電圧が発生し、接点間にアーク
が発生したり関連する周辺機器の故障原因になる。そこ
で、本実施の形態では、リレースイッチ13の接点切換
時に、発電を一旦停止し、接点が切り換えられたとき
に、発電機11の出力電圧を徐々に上昇させるようにし
たものである。
る。上記発電機11の設定電圧及びリレースイッチ13
の切り換えタイミングをシーケンシャル制御する制御装
置には、アナログ・マルチプレクサ41が設けられてお
り、このアナログ・マルチプレクサ41が、デコーダ部
41aと、このデコーダ部41aからのデコーダ信号に
より選定されたアナログスイッチを動作させる電圧設定
用チャンネル部CH1及びスイッチ動作用チャンネル部
CH2とで構成されている。
つのアドレスA0,A1があり、この両アドレスA0,
A1に記憶されている値に対応するデコーダ信号を上記
両チャンネル部CH1,CH2へ出力する。この各チャ
ンネル部CH1,CH2には、4個のアナログスイッチ
S0〜S3が各々設けられており、各アナログスイッチ
S0〜S3は、上記デコーダ信号に従い、図7に示す真
理値表のように動作する。なお、デコード信号により特
定されたアナログスイッチがON動作されると、他のア
ナログスイッチはOFF状態になる。
ログスイッチS0の入力側には、VL設定回路42が接
続され、またアナログスイッチS3の入力側には、VH
設定回路43が接続されている。上記VL設定回路42
は、バッテリ12を充電するための発電機11に対する
設定電圧VLを発生させる回路で、上記VH設定回路4
3は、電気二重層コンデンサ15を充電するための発電
機11に対する設定電圧VHを発生させる回路である。
更に、アナログスイッチS1,S2の入力端子が接地さ
れており、この両アナログスイッチS1,S2からは上
記発電機の発電を停止させるための設定電圧VOが出力
される。そして、電圧設定用チャンネル部CH1の共通
出力端子が、バッファアンプ44と時定数設定回路45
とを介して上記発電機11に接続されている。上記発電
機11では、上記電圧設定用チャンネル部CH1から出
力される設定電圧により、この発電機11に内蔵する電
圧調整部(図示せず)により所定に電圧制御された電圧
が出力される。
2の共通入力端子に定電圧源が接続され、更に、このス
イッチ動作用チャンネル部CH2のアナログスイッチS
1,S3の出力端子が、リレースイッチ13を動作させ
るためのトランジスタ46のベースに接続され、アナロ
グスイッチS0,S2の出力端子が互いに接続されてい
る。尚、この両チャンネル部CH1,CH2の各アナロ
グスイッチSO〜S3は、上記図7に示すように、上記
デコーダ部41aからのデコーダ信号に対して共通のス
イッチ動作をする。又、上記トランジスタ46は、ベー
スにハイレベル信号が入力されたときにON動作するN
PN型トランジスタである。
は、制動スイッチ14の出力信号(以下「第1の出力信
号」)に従い、この制動スイッチ14がONのとき、す
なわち第1の出力信号がハイレベルのとき1となり、O
FFのとき、すなわち、第1の出力信号がローレベルの
とき0となる。又、上記アドレスA1の値は、比較器5
0からの出力信号(以下「第2の出力信号」)に従い、
この第2の出力信号がハイレベルのとき1となり、ロー
レベルのとき0となる。尚、上記アドレスA0,A1に
対応した上記各チャンネル部CH1,CH2のスイッチ
S0〜S3の動作と、このスイッチ動作による発電機1
1の設定電圧、及びトランジスタ46の動作を図8に示
す。
コーダ部41aには、制動スイッチ14から出力される
第1の出力信号と、比較器50から出力される第2の出
力信号とが入力されている。運転者が走行中にブレーキ
ペダルを踏み込むと、制動スイッチ14がONされ、上
記第1の出力信号が電圧リミッタ回路47を介しハイレ
ベル信号として上記デコーダ部41aに入力されると共
に、このON信号が上記比較器50の非反転入力端子
に、時定数設定回路49のコンデンサ49aと抵抗49
bとによって決定される時定数で出力される。この比較
器50の反転入力端子には、基準電圧設定回路51で所
定に分圧された基準電圧が入力されており、上記時定数
設定回路49から出力された電圧が上記基準電圧よりも
高くなると、上記第2の出力信号がハイレベルになる。
は、上記デコーダ部41aには、上記制動スイッチ14
からの第1の出力信号であるハイレベル信号と、比較器
50からの第2の出力信号であるローレベル信号とが入
力されるため、アドレスA0の値が1、アドレスA1の
値が0となり、図7の2段目に示されているように、両
チャンネル部CH1,CH2のアナログスイッチS1が
ONする。
共通出力端子から発電を停止させるための設定電圧V0
が、インピーダンスマッチングを兼用するバッファアン
プ44を介して時定数設定回路45に出力される。この
時定数設定回路45は、コンデンサ45aと抵抗45
b、及びこの抵抗45bに対して並列に逆接するダイオ
ード45cとで構成されおり、上記バッファアンプ44
を介して発電を停止させるための設定電圧V0が出力さ
れると、上記コンデンサ45aの電荷が上記ダイオード
45cを介して急速に放電され、その結果、図9の
(a)に実線で示すように、発電機11の設定電圧が急
激に低下し、発電が停止する。同時に、上記スイッチ動
作用チャンネル部CH2からトランジスタ46のベース
にハイレベル信号が出力され、このトランジスタ46が
ONし、リレースイッチ13の励磁コイルに通電され
て、リレースイッチ13がONし、可動接点13aが常
開側固定接点13cに接続される(図9(b)、及び図
8参照)。
時に、発電機11の出力電圧がO[V]になるため、サー
ジ電圧が発生せず、リレースイッチ13及び関連する周
辺機器の耐久性が向上する。
る第2の出力信号がハイレベルに反転すると、アドレス
A1の値が1になり、図7の最下段に示すように、各チ
ャンネル部CH1,CH2のアナログスイッチS3がO
Nする。すると、電圧設定用チャンネル部CH1の共通
出力端子からは、上記アナログスイッチS3に接続する
VH設定回路43で発生した設定電圧VHが出力され
る。このVH設定回路43は、抵抗43aと電圧を規定
するツェナーダイオード43bとで構成され、発電機1
1に対する設定電圧VHを発生させるもので、この設定
電圧VHは、電気二重層コンデンサ15を充電するため
に高電圧に設定されている。
用チャンネル部CH1の共通出力端子からバッファアン
プ44を介して時定数設定回路45に入力されると、こ
の時定数設定回路45から抵抗45bとコンデンサ45
aとで決定される時定数で上昇する電圧が上記発電機1
1に出力される。その結果、図9の(a)に破線で示す
ように、この発電機11に対する設定電圧が次第に上昇
する。この発電機11の出力電圧は、上記設定電圧と等
価で上昇するため、発電機11の急激な負荷変動が防止
され、しかも、電気二重層コンデンサ15に対しては、
短時間で充電することができる。
ると、上記制動スイッチ14がOFFし、上記アナログ
・マルチプレクサ41に設けたデコーダ部41aのアド
レスA0の値が0になり、一方、アドレスA1の値は、
上記時定数設定回路49で決定される時定数の間、1で
あるため、図7の3段目に示すように、上記両チャンネ
ル部CH1,CH2のアナログスイッチS2がONし、
電圧設定用チャンネル部CH1の共通出力端子からは、
発電機11の発電を停止させる設定電圧V0が出力さ
れ、従って、上記発電機11の発電出力は上述と同様に
急激に低下され、又、スイッチ動作用チャンネル部CH
2では、アナログスイッチS2がONされたために、ト
ランジスタ46のベースに対する通電がローレベルとな
り、このトランジスタ46がOFFし、リレースイッチ
13の励磁コイル13dに対する通電が断たれ、可動接
点13aが常閉側固定接点13bに接続される。
圧がコンデンサ49aの放電により低下し、やがて比較
器50の反転入力端子に入力されている基準電圧よりも
低くなると、比較器50から出力されている第2の出力
信号がローレベルに反転し、上記デコーダ部41aのア
ドレスA1の値が0になり、図7の1段目に示すよう
に、各チャンネル部CH1,CH2のアナログスイッチ
S0がONする。その結果、上記電圧設定用チャンネル
部CH1の共通出力端子からは、上記アナログスイッチ
S0に接続されているVL設定回路42で発生した設定
電圧VLが出力される。このVL設定回路42は、抵抗
42aと電圧を規定するツェナーダイオード42bとで
構成され、発電機11に対する設定電圧VLを発生させ
るもので、この設定電圧VLは、主にバッテリ12を充
電するために低電圧に設定されている。
出力端子から出力された設定電圧VLが、バッファアン
プ44を介し時定数設定回路45へ出力されると、コン
デンサ45aと抵抗45bとで決定される時定数で徐々
に電圧が上昇されて、上記発電機11へ出力される。す
ると、図9(a)に破線で示すように、この発電機11
の出力電圧が上記時定数設定回路45から出力される電
圧と等価的に上昇され、発電機11の急激な負荷変動が
防止される。
定電圧VHを、VL設定回路42で発生させる設定電圧
VLとダイオード31aの順電圧降下分とを加算した電
圧で設定すれば、この電圧降下分が補償され、必要的電
気負荷16aに対しても正常な電圧を印加することがで
きる。
イッチ13の動作と発電機11の出力電圧とをシーケン
シャル制御することで、リレースイッチ13を動作させ
るときに、発電機11の発電を停止するようにしたの
で、サージ電圧の発生が抑制され、リレースイッチの接
点に負荷をかけることなく円滑に動作させることがで
き、スイッチの耐久性を向上させることができるととも
に、関連する周辺機器の故障原因を削減することかでき
る。又、上記リレースイッチ13の接点を切り換えた
後、発電機11の出力電圧を徐々に上昇させるようにし
たので、発電機11の急激な出力変動が抑制され、なめ
らかな制御が可能になり、システムの耐久性が向上す
る。
を並列に組み合わせることで、一つのリレースイッチ1
3を構成させれば、大電流を導通させることも可能にな
る。又、より大きな電流を通電する必要があれば、リレ
ースイッチに代えて、トランジスタにより制御すること
も考えられる。
ば、制動時のエネルギによって電気二重層コンデンサを
充電するようにしたので、定常走行時のエンジン負荷が
軽減され、排気エミッションの低減が図れるばかりでな
く、上記電気二重層コンデンサに対してはバッテリに負
担をかけることなく短時間で充電を完了させることがで
きる。
層コンデンサを充電しているときでも、バッテリの一方
的放電状態を抑制することができる。
に最低限必要な必要的電気負荷に対しては、制動時のエ
ネルギを回生して充電した電気二重層コンデンサから供
給するようにしたので、制動時以外の走行では、エンジ
ン負荷が軽減され、燃費を向上させることができる。
を切り換えるとき、発電機の発電を一旦停止させるよう
にしたので、接点切換時のサージ電圧の発生が抑制さ
れ、接点間のアーク発生を抑止し、且つ関連する周辺機
器を保護することができ、その結果、リレースイッチ及
びシステムの耐久性を向上させることができる。
サのデコーダアドレスに対するアナログスイッチの真理
値を示す表
サのチャンネル毎のアナログスイッチに対応する発電機
及びリレースイッチの動作を示す表
した発電機の電圧制御及びリレースイッチの動作を示す
タイミングチャート
等価モデルを示す回路図
サのデコーダアドレスに対するアナログスイッチの真理
値を示す図表
サのチャンネル毎のアナログスイッチに対応する発電機
及びリレースイッチの動作を示す図表
Claims (4)
- 【請求項1】 バッテリと電気負荷へ短時間に大電流を
出力可能な電気二重層コンデンサとに対して発電機の出
力電圧をリレースイッチを介して選択的に給電可能にし
た車輛用充電装置において、 上記リレースイッチの可動接点に上記発電機を接続し、 このリレースイッチの常閉側固定接点に上記バッテリを
接続し、 またこのリレースイッチの常開側固定接点に上記電気二
重層コンデンサを接続し、 更にこのリレースイッチの励磁コイルを車輛が制動状態
のときにオンする制動スイッチを介して上記バッテリに
接続したことを特徴とする車輛用充電装置。 - 【請求項2】 前記電気二重層コンデンサの正極と前記
バッテリとを、この電気二重層コンデンサから上記バッ
テリ側への順方向電圧のみを許容するダイオードを介し
て接続したことを特徴とする前記請求項1記載の車輛用
充電装置。 - 【請求項3】 バッテリと電気負荷へ短時間に大電流を
出力可能な電気二重層コンデンサとに対して発電機の出
力電圧をリレースイッチを介して選択的に給電可能にし
た車輛用充電装置において、 上記リレースイッチの可動接点に上記発電機を接続し、 このリレースイッチの常閉側固定接点に上記バッテリと
必要に応じて動作させる選択的電気負荷とを並列接続
し、 またこのリレースイッチの常開側固定接点に上記電気二
重層コンデンサと車輛を機能させるために必要な必要的
電気負荷とを並列接続し、 更にこのリレースイッチの励磁コイルを車輛の制動状態
を検出して動作する制動スイッチを介して上記バッテリ
に接続したことを特徴とする車輛用充電装置。 - 【請求項4】 発電機をリレースイッチの可動接点に接
続し、このリレースイッチの常開側固定接点に電気負荷
に対して短時間に大電流を出力可能な電気二重層コンデ
ンサを接続し、またこのリレースイッチの常閉側固定接
点にバッテリを接続して、上記電気二重層コンデンサと
上記バッテリとに発電機の出力電圧を選択的に給電可能
にした車輛用充電方法において、 車輛の制動状態を検出する第1の出力信号と、この第1
の出力信号に対し設定時定数を有して出力する第2の出
力信号とに基づき、この両出力信号が共に非制動状態を
示しているとき上記発電機の設定電圧を低電圧に設定す
ると共に上記リレースイッチの励磁コイルに対する通電
を停止し、また上記第1の出力信号が制動状態を示し且
つ上記第2の出力信号が非制動状態を示しているとき上
記発電機の発電を停止させ且つ上記励磁コイルに通電し
て上記可動接点を上記常開側固定接点に接続し、更に上
記両出力信号が共に制動状態を示しているとき上記発電
機の設定電圧を高電圧に設定し且つ上記励磁コイルに通
電して上記可動接点を上記常開側固定接点に接続し、一
方上記第1の出力信号が非制動状態を示し且つ上記第2
の出力信号が制動状態を示しているとき上記発電機の発
電を停止させ且つ上記励磁コイルに対する通電を停止し
て上記可動接点を上記常閉側固定接点に接続することを
特徴とする車輛用充電方法。
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JP25157895A JP3417510B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 車輛用充電装置及び車輛用充電方法 |
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