JPS5925054A - エンジン駆動ヒ−トポンプのバツテリ保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はエンジン無負荷運転可能に構成されたエンジ
ン駆動ヒートポンプにおけるバッテリを過放電させない
ようにしたバッテリ保護装置に関する。

従来、エンジンに駆動されるヒートポンプにあっては、
ヒートポンプのオンオフ制御時に、ヒートポンプのオン
オフ動作に前後して短時間のエンジン無負、荷運転を行
なっているが、これはヒートポンプの特性向上を目的と
したものであつす、−バッテリ充電を目的としたもので
はなかった。

ところが、外気温度条件、ヒートポンプ負荷条件等によ
り、ヒートポンプのオンオフサイクルが著しく短くなる
場合は、従来のエンジン駆動ヒートポンプではそれに伴
ってエンジンも頻繁にオンオフを繰り返すことになる。

その場合、エンジン起動待毎のセルモータ駆動等による
電流消費が著しく増大し、バッテリ放電電気量がエンジ
ン運転時のバッテリ充電電気量を上回ってしまい、短時
間毎のオンオフ動作を何回か続けるうちにバッテリが過
放電してしまい、エンジン起動不能の事態が生じるとい
う不具合を生じていた。

この発明の目的は前記従来のエンジン駆動ヒートポンプ
の不具合を解消し、ヒートポンプ駆動用エンジンの運転
中のバッテリ放電量を検出して、必要時にはバッテリの
充電量を増やしてバッテリの過放電を防止し、エンジン
起動不能の事態発生を防止することである。

前記目的を達成するこの発明のエンジン駆動ヒートポン
プのバッテリ保護装置は、エンジンと冷媒圧縮機との間
にヒートポンプ負荷に応じてオンオフするクラッチを有
し、エンジン無負荷運転可能に構成されたエンジン駆動
ヒートポンプにおいて、エンジン運転時にバッテリ放電
量をバッテリ端子間電圧により検出する手段と、検出し
たバッテリ端子間電圧をバッテリ適正充電時の規定電圧
と比較する手段と、エンジン無負荷運転時間の制御手段
とを設け、検出した前記端子間電圧が規定電圧より低い
場合には、前記制御手段によりバッテリが前記規定電圧
を越えて充電されるまでエンジンの無負荷運転を継続す
るようにしたことを特徴としている。

以下図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明のエンジン駆動ヒートポンプのバッテ
リ保護装置の一実施例の構成を示す説明図である。

この発明〜を適用するエンジン駆動ヒートポンプ１は、
エンジン２と冷媒圧縮機３との間にクラッチ１０を備え
たものであり、エンジン２がクラッチ１０のオフにより
無負荷運転可能に構成されているものである。そして、
この実施例のヒートポンプ１は前記エンジン２．冷媒圧
縮機３以外に凝縮器４．蒸発器５．膨張弁６．冷媒配管
７等から構成され、例えば熱源水入口管８および出口管
９を介して図示しない空気調和装置に接続して冷房筐た
は暖房を行なうようになっているものである。１１はバ
ッテリ、１２はエンジン２を起動するセルモータ、１３
はエンジン２に駆動される充電機であり、１６　、１７
は後述するその他の負荷である。

このように構成されたヒートポンプ１において、この発
明では前記バッテリ１１と充電機１６との間に充電様分
離リレー１５を設け、さらにエンジン運転中はどうして
も切り離せない常時接続負荷１７は直接バッテリ１１に
接続するが、エンジン運転中に瞬間的に切り離してもさ
しつがえない分離可能負荷１６はリレー１４を介してバ
ッテリ１１に接続する。そして前記リレー１４　、１５
は制御装置２０のインタフェース２２に接続して、この
インタフェース２２にデータバス２４で接続するマイク
ロコンピュータ２１にオンオフ制御を行なわせるように
する。２３は前記バッテリ１１の端子に接続して電圧を
測定するＡ／Ｉ）コンバータ、１８はセルモータ１２を
バッテリ１１に接続するリレーである。

マイクロコンピュータ２１は、その内部に記憶されたシ
ーケンスプログラムに従ってインタフェース２２を通し
て負荷スイッチングリレー１４゜１５等をオンオフする
ことによシ、セルモータ１２をはじめ各種負荷を制御し
てエンジンヒートポンプ１を運転制御する。この発明で
は前記マイクロコンピュータ２１を含む制御装置２０が
エンジン駆動ヒートポンプ運転中にバッテリ１１の放電
状態を監視し、バッテリ１１が過放電してエンジン駆動
ヒートポンプ１がシステムダウンしないようにするもの
である。

この発明ではバッテリ１１の放電電気量（フル充電時を
１００として放電量をチで表わす）を監視する際に、代
用としてバッテリ端子電圧を前記〜ｔコンバータ２６を
介して測定している。これは第２図に示すようにバッテ
リ１１の放電電気量に対する電解液比重の線図（４）お
よび電解液比重に対する端子電圧の線図ω）から放電電
気量に対する端子電圧の線図（Ｏが求められるので、こ
の関係を前記マイクロコンピュータ２１に記憶させてバ
ッテリ１１の放電電気量をバッテリ端子電圧から求めら
れるようにしたものである。

バッテリ端子電圧を測定する時は、この発明では前記イ
ンタフェース２２によシリレー１５をオフして充電機１
６をバッテリ１１から外し、さらにリレー１４により分
離可能負荷１６もバッテリ１１から外して、バッテリ１
１に接続するのはエンジン運転中にはどうしても切り離
せない燃料遮断弁のような限られた負荷１７だけにする
。

そして、この常時接続負荷１７によるバッテリ端子電圧
の降下分はあらかじめマイクロコンピュータ２１に記憶
させてバッテリ端子電圧測定時に補正するようにしてお
く。従って、この発明ではエンジン運転中に正確なバッ
テリ放電量を測定することが可能である。なお、前記バ
ッテリ端子電圧測定時のリレー１４　、１５による充電
機１６や負荷１６のバッテリ１１から′の分離はほんの
一瞬であるので、エンジン２の運転にはほとんど影響を
与えない。

また、この発明では制御装置２０によるバッテリ端子電
圧の測定をエンジン駆動ヒートポンプ１がオフする直前
に行ない、バッテリ放電量が規定値以下であれば前記イ
ンタフェース２２によりクラッチ１０を切ってからその
ままエンジン２を停止させ、バッテリ放電量が規定値以
上であればクラッチ１０を切った後にエンジン２にしば
らく無負荷運転を行なわせて充電機１３に゛よりバッテ
リ１１に充電を行なう。そして、このエンジン２の無負
荷運転時にも前記同様のバッテリ端子電圧測定を行ない
、バッテリ１１が適正電圧値に充電されるまでエンジン
２に無負荷運転を継続させる。− このような制御装置２０の制御手順をフローチャート（
流れ図）にして第３図に示す。制御装置２０は常に〈判
定〉２５に示すようにヒートポンプ１のオン指令がある
か否かを監視しており、オン指令が出されてＹＥＳにな
ると「処理」２６でエンジン２を起動し、次いで「処理
」２７でクラッチ１０をオンしてヒートポンプ１を運転
する。

そしてヒートポンプ運転中は常に〈判定〉２８に示すよ
うにヒートポンプのオフ指令があるか否かを監視し、オ
フ指令があるＮｏの時だけ「処理」２９に進む。

「処理」２９ではバッテリ１１の端子電圧を測定するた
めに充電機１３および分離可能負荷１６をリレー１４　
、１５のオフによりバッテリ１１から切り離し、その後
に「処理」３０でバッテリ端子電圧を測定する。測定終
了後は直ちに「処理」３１で前記充電機１６および分離
可能負荷１６をバッテリ１１に接続する。この測定は瞬
時に行なうことができる。

以上の手順かく判定〉２７に引き続いて行なわれた時は
エンジン運転中であり、クラッチ１０もオン状態である
。よって〈判定〉６２ではＮｏとなるので、この発明の
制御装置２０は「処理」３３でクラッチ１０をオフし、
エンジン２を無負荷運転状態にする。そして先刻測定し
たバッテリ端子電圧が十分充電されているか、過放電状
態であるかを前記常時接続負荷１７による電圧降下分を
補正して〈判定〉６４で判断し、Ｎｏの場合、すなわち
十分充電されている場合は「処理」３５でエンジン２を
停止して〈判定〉２５の前に戻シ、ＹＥＳの場合、すな
わちバッテリ１１が過放電状態の場合は、再度ヒートポ
ンプのオン指令がない限り〈判定〉６６でＮＯとなるの
で「処理」２９の前に戻り、エンジン２の無負荷運転状
態を継続させながらバッテリ１１の充電を行なう。この
エンジン無負荷運転状態においても「処理」２９゜３０
　、３１で前記同様にバッテリ端子間電圧の測定を行な
う。エンジン無負荷運転状態ではく判定〉６２は常にＹ
ＥＳであるので「処理」６３は省略される。

このようなエンジン無負荷運転によりバッテリ１１が十
分に充電されて、規定電圧値を端子電圧測定値の補正値
が越えると、〈判定〉３４でＮ。

となり、「処理」３５に至ってエンジン２を停止する。

また、無負荷運転中に〈判定〉３６でＹＥＳ、すなわち
再度ヒートポンプのオン指令があった場合には、この発
明では直ちに「処理」２７の前に戻ってクラッチ１０を
オンし、ヒートポンプ１の運転を開始する。従ってこの
発明ではバッテリ１１は常に規定電圧以上に保持される
。

以上説明したようにこの発明のエンジン駆動ヒートポン
プのバッテリ保護装置は、エンジン運転中に常にバッテ
リの放電状態を観測し、過放電時にはエンジンの無負荷
運転をバッテリが規定電圧を越えて充電されるまで継続
して行なうようにしたことにより、バッテリの過放電が
防止でき、ヒートポンプのオンオフ制御におけるエンジ
ンの起動不能事態を防止することができるという効果が
ある。

また、無負荷運転中もバッテリ放電量を観測し、充電の
必要がなくなった時点でエンジンを停止させるので燃料
の節約になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のエンジン駆動ヒートポンプのバッテ
リ保護装置の一実施例の構成説明図、第２図囚はバッテ
リの放電電気量に対する電解液比重の線図、同の）は電
解液比重に対するバッテリ端子電圧の線図、同（Ｃ）は
放電電気量に対するバッテリ端子電圧の線図、第３図は
第１図の制御装置のエンジン駆動ヒートポンプの制御手
順の一例を示すフローチャートである。 １・・・ヒートポンプ、２・・・エンジン、３・・・圧
縮機、１０・・・クラッチ、１１・・・バッテリ、１２
・・・セルモータ、１３・・・充電機、１４　、１５　
、１８・・・リレー、１６　、１７・・・負荷、２０・
・・制御装置、２４・・・データバス。 代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　賢　照 弁理士　斎　下　和　彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンと冷媒圧縮機との間にヒートポンプ負荷に応じ
   てオンオフするクラッチを有し、エンジン無負荷運転可
   能に構成されたエンジン駆動ヒートポンプにおいて、エ
   ンジン運転時にバッテリ放電量をバッテリ端子間電圧に
   より検出する手段と、検出したバッテリ端子間電圧をバ
   ッテリ適正充電時の規定電圧と比較する手段と、エンジ
   ン無負荷運転時間の制御手段とを設け、検出した前記端
   子間電圧が規定電圧より低い場合には、前記制御手段に
   よりバッテリが前記規定電圧を越えて充電されるまでエ
   ンジン無負荷運転を継続するようにしたことを特徴とす
   るエンジン駆動ヒートポンプのバッテリ保護装置。