CN105103404A - 控制装置、供电控制装置、充电控制方法、充电控制装置以及车辆用电源装置 - Google Patents

控制装置、供电控制装置、充电控制方法、充电控制装置以及车辆用电源装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供控制装置,能够快速地对蓄电池进行充电、且能够使蓄电池蓄积大量的电力。控制装置(1)对从发电机(22)向蓄电池(23)的充电进行控制。在发电机(22)对蓄电池(23)进行充电的第1充电路径上设置有开关(10),在发电机(22)对蓄电池(23)进行充电的第2充电路径上设置有DCDC转换器(11)。DCDC转换器(11)对发电机(22)产生的电压进行升压,将所升压的电压经由电线(21)而施加到蓄电池(23)。控制部(14)以在经由第1充电路径对蓄电池(23)进行充电的状态下电流检测部(12)检测到的充电电流值小于预定值时将针对蓄电池(23)的充电切换为经由第2充电路径的充电的方式控制开关(10)和DCDC转换器(11)。

Description

控制装置、供电控制装置、充电控制方法、充电控制装置以及车辆用电源装置
技术领域
本发明涉及如下的充电控制装置的充电控制方法、充电控制装置以及车辆用电源装置:该充电控制装置具有:控制装置,对通过将发电机产生的电力供给到蓄电池而进行的充电进行控制;供电控制装置,对从发电机向蓄电池和负载的供电及从蓄电池向负载的供电进行控制;以及电压转换单元,根据需要对车辆制动时发电的车载发电机发电的电压进行转换,将转换的电压施加到电气负载组,并且充电到蓄电装置,该充电控制方法控制针对第2蓄电装置的充电,该第2蓄电装置对车载发电机发电的电压进行充电。
背景技术
目前,普及有HEV(HybridElectricVehicle,混合动力电动汽车)或EV(ElectricVehicle,电动车)等的车辆。在这种车辆上搭载有:发电机,在车辆减速时通过将车辆的动能转换为电力而产生电力;以及电源装置,具有蓄积发电机产生的电力的蓄电池(例如,参照专利文献1)。
在这种电源装置中,蓄电池将所蓄积的电力供给到音响设备或仪表等车载负载,因此在使车辆减速时车辆的动能不会通过轮胎与地面之间的摩擦消耗而被有效地使用。
另外,目前,在HEV(HybridElectricVehicle,混合动力电动汽车)或EV(ElectricVehicle,电动车)等车辆上搭载有如下的电源***(例如参照专利文献1):通过在车辆减速时发电机将车辆的动能转换为电力而产生再生电力,将所产生的再生电力供给到蓄电池和负载。
在记载于专利文献2的电源***中,在发电机的正极端子上连接有作为蓄电池发挥功能的铅电池的正极端子和开关的一端,在开关的另一端上连接有作为蓄电池发挥功能的锂电池的正极端子和负载的一端。发电机、铅电池和锂电池的负极端子、以及负载的另一端被接地。
在记载于专利文献2的电源***中,发电机以产生直流的再生电力的方式构成,从发电机向锂电池的供电通过开关的接通/断开而被控制。
图17是现有的充电控制装置的概略构成例的框图。
在该充电控制装置中,从运转控制***接收示出车辆的制动器的工作状况的制动器信息以及车速信息的再生控制部76,在车辆的制动时进行交流发电机(车载发电机、交流发电机)1的再生控制。交流发电机61对在车辆制动时发电的电力进行整流而作为直流电力输出。
交流发电机61输出的电力充电到蓄电池或双电层电容器等的第2蓄电装置65,并且被施加到DC/DC转换器(电压转换单元)66。DC/DC转换器66根据内置的电压传感器(未图示)检测到的输入电压,由控制部67以输出电压变得适当的方式进行降压或升压控制。在不需要进行降压控制和升压控制时,控制部67接通与DC/DC转换器66并列连接的旁路继电器68。
DC/DC转换器66、控制部67以及旁路继电器68构成充电控制装置75,充电控制装置75输出的电力对铅蓄电池72进行充电,并且施加到车载的电气负载组73和起动器74。从铅蓄电池72输出的电力被施加到电气负载组73和起动器74。
此处,使交流发电机61的输出电压值为V4(最大值16V)、第2蓄电装置65的输出电压值为V1(最小值9V)、铅蓄电池72的输出电压值为12.6V、交流发电机61的输出电流最大值为100A,为了方便,没有电阻。
在负载电流I3为例如50A时,当使充电控制装置75的输入电力为Pin、输出电力为Pout时,
Pout=12.6×50=630(W)
输出电力Pout供给所需的输入电流值I4为,在使V1为最小值9V、Pin=Pout时,
I4=Pin/V1=630/9=70(A)
其结果,如果交流发电机61的输出电流最大值100A>70A,负载电流I3为50A,则能够供给输出电力Pout供给所需的输入电流值I4。
在专利文献1中公开有如下的车辆的电源控制装置,该车辆具有:第1蓄电装置,向发动机起动用的起动器供给电力;发电机,在车辆的减速时等将动能转换为电能而回收;以及第2蓄电装置,与发电机连接而蓄积该发电电力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-240487号公报
专利文献2:日本特开2011-176958号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在记载于专利文献1的电源装置中,发电机与蓄电池通过电线而直接连接。施加到蓄电池的充电电压随着通过充电在蓄电池中蓄积电力而上升。因此,随着蓄电池的充电,发电机产生的电压与蓄电池的充电电压之间的电压差变小,从发电机流向蓄电池的电流降低。因此,在记载于专利文献1的电源装置中,存在对蓄电池进行充电的时间长的问题。
另外,在记载于专利文献1的蓄电池中,由于不会在蓄电池上施加发电机产生的电压以上的电压,因此存在蓄电池能够蓄积的电力少的问题。
在记载于专利文献2的电源***中,在发电机产生再生电力期间,开关被控制为接通。在开关接通时,发电机成为分别与铅电池、锂电池以及负载并联连接的状态。
此时,在铅电池的输出电压比锂电池的输出电压高时,从铅电池向锂电池流过电流,在锂电池的输出电压比铅电池的输出电压高时,从锂电池向铅电池流过电流,铅电池和锂电池的充电量变得相同。
因此,例如,即使在锂电池的容量比铅电池的容量大时,也不能将锂电池充满电,锂电池的充电量被限定。
由以上可知,在记载于专利文献1的电源***中存在不能高效地对铅电池和锂电池进行充电的问题。
另外,在开关接通时,由于在负载上分别并列连接有铅电池和锂电池,因此以大致相同的充电电压对铅电池和锂电池进行充电,不得不使铅电池和锂电池各自输出的电压大致相同。因此,在记载于专利文献1的电源***中,存在不能驱动所工作电压不同的多个负载、例如分别在12V和48V下工作的2个负载的问题。
另外,在上述的充电控制装置75中,在第2蓄电装置65的输出电压值V1低(最小值9V)时,如果负载电流I3为例如50A,则能够供给输出电力Pout供给所需的输入电流值I4,能够进行输出电力Pout供给。
但是,如果负载电流I3为例如80A,则充电控制装置75的输出电力Pout为,
Pout=12.6×80=1000(W)
输出电力Pout供给所需的输入电流值I4为,在使V1为最小值9V、Pin=Pout时,
I4=Pin/V1=1000/9=111(A)
其结果,在交流发电机61的输出电流最大值100A<111A,第2蓄电装置65的输出电压值V1低(最小值9V)时,不能供给输出电力Pout供给所需的输入电流值I4,存在输出电压的降低而雨刮器停止、指示灯关闭、音响设备停止、音量降低等电气负载的故障的问题。另外,将第2蓄电装置也包括在内的蓄电装置,相应于剩余容量小的程度,输出电压值也降低。
本发明是鉴于上述的情况而完成的,其目的在于,提供如下的控制装置:能够快速地对蓄电池进行充电,而且,能够使蓄电池蓄积大量的电力。
本发明是鉴于上述的情况而完成的,其目的在于,提供能够以不同的充电电压分别高效地对第1蓄电池和第2蓄电池进行充电的供电控制装置。
本发明是鉴于上述的情况而完成的,其目的在于,提供如下的充电控制方法:在车辆制动时发电的车载发电机将所发电的电压充电到蓄电装置时,针对电气负载的供给电压很难降低。
另外,本发明的目的在于,提供如下的充电控制装置:在车辆制动时发电的车载发电机将所发电的电压充电到蓄电装置时,针对电气负载的供给电压很难降低。
另外,本发明的目的在于,提供如下的车辆用电源装置,该车辆用电源装置具有在将车辆制动时发电的车载发电机将所发电的电压充电到蓄电装置时,针对电气负载的供给电压很难降低的充电控制装置。
用于解决课题的手段
第1发明的控制装置,对从发电机向蓄电池的充电进行控制,该控制装置的特征在于,具有:所述发电机对所述蓄电池进行充电的第1充电路径和第2充电路径;开关,设置在所述第1充电路径上;升压电路,设置在所述第2充电路径上,对所述发电机产生的电压进行升压,将所升压的电压施加到所述蓄电池;电流检测部,检测对所述蓄电池的充电电流;以及控制部,以如下方式控制所述开关和升压电路,即,当在经由所述第1充电路径对所述蓄电池进行充电的状态下所述电流检测部检测到的充电电流值小于预定值时,将对所述蓄电池的充电切换为经由所述第2充电路径的充电的方式对所述开关和升压电路进行控制。
在第1发明中,在发电机对蓄电池进行充电的第1充电路径上设置有开关,在发电机对蓄电池进行充电的第2充电路径上设置有对发电机产生的电压进行升压并将所升压的电压施加到蓄电池的升压电路。电流检测部对流入到蓄电池的充电电流进行检测。控制部以如下方式控制开关和升压电路,在经由第1充电路径对蓄电池进行充电的状态、例如开关断开而升压电路停止升压的状态下,在电流检测部检测到的充电电流值小于预定值时针对蓄电池的充电切换到经由第2充电路径的充电。此时,控制部例如断开开关而使升压电路开始升压。
在充电电流值小于预定值而针对充电池的充电切换到经由第2充电路径的充电之后,控制部适当地控制升压电路的升压幅度而能够将充电电流值维持为预定值以上,能够快速地对蓄电池进行充电。而且,由于发电机产生的电压被升压,因此能够对蓄电池施加发电机产生的电压以上的电压。由此,蓄积在蓄电池中的电力不会被限制为发电机产生的电压,能够在蓄电池中蓄积大量的电力。
第2发明的控制装置的特征在于,所述发电机产生的电流的值被限制为所述预定值以下。
在第2发明中,发电机产生预定值以下的电流。在经由第1充电路径对蓄电池进行充电的状态下蓄积到蓄电池的电力少,在施加到蓄电池的电压低时,发电机能够产生的电压高,而且,在发电机和蓄电池的连接中使用的电线的电阻值和蓄电池的内部电阻值通常充分小。因此,进行电流限制而从发电机向蓄电池流过预定值的电流。并且,在通过施加到蓄电池的电压的上升而流入蓄电池的电流的值小于预定值时,针对蓄电池的充电切换到经由第2充电路径的充电,升压电路进行升压。此时,控制部例如适当地控制升压电路的升压幅度而能够将充电电流值维持为预定值。
第3发明的控制装置,对从发电机向蓄电池的充电进行控制,该控制装置的特征在于,具有:所述发电机对所述蓄电池进行充电的第1充电路径和第2充电路径;开关,设置在所述第1充电路径上;升压电路,设置在所述第2充电路径上,对所述发电机产生的电压进行升压,将所升压的电压施加到所述蓄电池;电压检测部,检测与所述第1充电路径和第2充电路径连接的电线的两端各自的电压;以及控制部,以如下方式控制所述开关和升压电路,即,在经由所述第1充电路径对所述蓄电池进行充电的状态下,在根据所述电压检测部检测到的电压值算出的算出值小于预定值时,将对所述蓄电池的充电切换为经由所述第2充电路径的充电的方式。
在第3发明中,在发电机对蓄电池进行充电的第1充电路径上设置有开关,在发电机对蓄电池进行充电的第2充电路径上,设置有对发电机产生的电压进行升压并将所升压的电压施加到蓄电池的升压电路。电压检测部对连接在第1充电路径和第2充电路径的电线、例如设置在从第1充电路径和第2充电路径到蓄电池为止的电流的路径上的电线的两端各自中的电压进行检测。控制部以如下方式控制开关和升压电路:在经由第1充电路径对蓄电池进行充电的状态、例如开关断开而升压电路停止升压的状态下,在根据电压检测部检测到的电压值算出的算出值、例如电压检测部检测到的电压值的差分值小于预定值时针对蓄电池的充电切换为经由第2充电路径的充电。此时,控制部例如断开开关而使升压电路开始升压。
在算出值为电线两端各自中的电压值的差分值时,在算出值小于预定值而针对充电池的充电切换到经由第2充电路径的充电之后,控制部适当地控制升压电路的升压幅度而能够将算出值维持为预定值以上。由此,由于能够将充电电流值维持为一定值以上,因此能够快速地对蓄电池进行充电。而且,由于发电机产生的电压被升压,因此能够对蓄电池施加发电机发电的电压以上的电压。由此,蓄积到蓄电池的电力不会被限制于发电机产生的电压,能够在蓄电池中蓄积大量的电力。
第4发明的控制装置的特征在于,对所述发电机产生的电流的值设置有上限值,所述预定值为在所述上限值的电流流过所述电线时根据所述电压检测部检测到的电压值算出的算出值。
在第4发明中,对发电机产生的电流的值设置有上限值。在经由第1充电路径对充电池进行充电的状态下蓄积到蓄电池的电力少而施加到蓄电池的电压低时,发电机能够产生的电压高,而且,连接到发电机和蓄电池的电线的电阻值、蓄电池的内部电阻值通常充分小。因此,进行电流限制而从发电机向蓄电池流过上限值的电流。在算出值为例如电线的两端各自中的电压值的差分值而通过施加到蓄电池的电压的上升而流入到蓄电池的电流的值小于上限值时,基于电压检测部检测到的电压值的算出值小于预定值。由此,针对蓄电池的充电切换为经由第2充电电路的充电,升压电路进行升压。此时,控制部例如通过适当控制升压电路的升压幅度而能够将算出值维持为预定值,能够将充电电流值维持为上限值。
第5发明的供电控制装置,对从发电机向第1蓄电池和第2蓄电池以及负载的供电、以及从所述第1蓄电池向所述负载的供电进行控制,该供电控制装置的特征在于,具有:第1开关,设置在从所述发电机向所述第1蓄电池的供电路径上;第2开关,设置在从所述发电机向所述第2蓄电池和负载的供电路径上;变压电路,设置在所述第1蓄电池和第1开关间的连接节点与所述负载之间,对所述发电机或第1蓄电池的输出电压进行变压,将所变压的电压施加到所述负载;获取单元,获取表示所述第1蓄电池和第2蓄电池各自的剩余容量的第1剩余容量信息和第2剩余容量信息;以及控制单元,根据所述获取单元获取的第1剩余容量信息和第2剩余容量信息各自所示的剩余容量,对所述第1开关和第2开关各自的接通/断开以及所述变压电路的工作/停止进行控制。
在第5发明中,从发电机经由第1开关向第1蓄电池供电,从发电机经由第2开关向第2蓄电池和负载供电。另外,变压电路设置在第1蓄电池和第1开关间的连接节点与负载之间,对发电机或第1蓄电池的输出电压进行变压,将所变压的电压施加到负载。
另外,获取示出第1蓄电池和第2蓄电池各自的剩余容量的第1剩余容量信息和第2剩余容量信息。根据所获取的第1剩余容量信息和第2剩余容量信息各自所示的剩余容量,控制第1开关和第2开关各自的接通/断开和变压电路的工作/停止。由此,控制从发电机向第1蓄电池和第2蓄电池以及负载的供电、从第1蓄电池向负载的供电。
因此,由于能够分别对第1蓄电池和第2蓄电池各自进行充电,因此能够以不同的充电电压对第1蓄电池和第2蓄电池进行充电。例如,在第1开关和第2开关分别接通和断开时以预定电压对第1蓄电池进行充电,在第1开关和第2开关断开和接通时,能够以与预定电压不同的电压对第2蓄电池进行充电。
因此,关于第1蓄电池和第2蓄电池各自,一个蓄电池的充电量未被限制为另一个蓄电池的充电量。而且,根据第1蓄电池和第2蓄电池各自的剩余容量控制第1开关和第2开关的接通/断开、变压电路的工作/停止。因此,分别高效地对第1蓄电池和第2蓄电池进行充电,能够有效地消耗第1蓄电池和第2蓄电池各自蓄积的电力。
第6发明的供电控制装置的特征在于,该供电控制装置具有判定单元,该判定单元对所述发电机是否产生再生电力进行判定,所述控制单元构成为,根据所述判定单元的判定结果以及所述获取单元获取的第1剩余容量信息和第2剩余容量信息各自所示的剩余容量,对所述第1开关和第2开关各自的接通/断开以及所述变压电路的工作/停止进行控制。
在第6发明中,关于第1开关和第2开关各自的接通/断开、变压电路的工作/停止,不仅根据所获取的第1剩余容量信息和第2剩余容量信息各自所示的剩余容量进行控制,也根据发电机是否产生再生电力的判定结果进行控制。
因此,能够更高效地对第1蓄电池和第2蓄电池各自进行充电,能够更有效地消耗第1蓄电池和第2蓄电池各自蓄积的电力。
第7发明的供电控制装置的特征在于,所述控制单元构成为,在所述判定单元判定为产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量小于第2预定值时,使所述第1开关和第2开关都接通,使所述变压电路停止。
在第7发明中,在判定为发电机产生再生电力的情况下,假设所获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值且所获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量小于第2预定值的情况、即第1蓄电池和第2蓄电池的剩余容量都少的情况。此时,使第1开关和第2开关都接通,并使变压电路停止。由此,从发电机向第1蓄电池和第2蓄电池各自中供给再生电力。
第8发明的供电控制装置的特征在于,所述控制单元构成为,在所述判定单元判定为产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量为第2预定值以上时,使所述第1开关接通,使所述第2开关断开,使所述变压电路工作。
在第8发明中,在判定为发电机产生再生电力的情况下,假设所获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值且所获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量为第2预定值以上的情况、即第1蓄电池的剩余容量少而第2蓄电池的剩余容量多的情况。此时,使第1开关和第2开关各自接通和断开,使变压电路工作。由此,第1蓄电池被供给再生电力,变压电路对发电机的输出电压进行变压,将所变压的电压施加到负载。
第9发明的供电控制装置的特征在于,所述控制单元构成为,在所述判定单元判定为产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量为第1预定值以上且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量小于第2预定值时,使所述第1开关断开,使所述第2开关接通,使所述变压电路停止。
在第9发明中,在判定为发电机产生再生电力的情况下,假设所获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量为第1预定值以上且所获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量小于第2预定值的情况、即第1蓄电池的剩余容量多而第2蓄电池的剩余容量少的情况。此时,使第1开关和第2开关各自断开和接通,使变压电路停止。由此,在第2蓄电池和负载中供给有再生电力。
第10发明的供电控制装置的特征在于,所述控制单元构成为,在所述判定单元判定为产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量为第1预定值以上、且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量为第2预定值以上时,使所述第1开关和第2开关都断开,使所述变压电路工作。
在第10发明中,在判定为发电机产生再生电力的情况下,假设所获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量为第1预定值以上且所获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量为第2预定值以上的情况、即第1蓄电池和第2蓄电池的剩余容量都多的情况。此时,使第1开关和第2开关都断开,使变压电路工作。由此,在第1蓄电池和第2蓄电池中不供给再生电力,变压电路对第1蓄电池的输出电压进行变压,将所变压的电压施加到负载。
第11发明的供电控制装置的特征在于,所述供电控制装置具有驱动单元,在所述判定单元判定为不产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值、且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量小于第2预定值时,所述驱动单元对所述发电机进行驱动,所述控制单元构成为,当所述判定单元判定为不产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值、且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量小于第2预定值时,使所述第1开关和第2开关都接通,使所述变压电路停止。
在第11发明中,在判定为发电机不产生再生电力的情况下,假设所获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值且所获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量小于第2预定值的情况、即第1蓄电池和第2蓄电池的剩余容量都少的情况。此时,使第1开关和第2开关都接通,使变压电路停止,驱动发电机。由此,发电机产生的电力被供给到第1蓄电池和第2蓄电池以及负载。
第12发明的供电控制装置的特征在于,所述控制单元构成为,在所述判定单元判定为不产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值、且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量为第2预定值以上时,使所述第1开关和第2开关都断开,使所述变压电路停止。
在第12发明中,在判定为发电机没有产生再生电力的情况下,假设所获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值且所获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量为第2预定值以上的情况、即第1蓄电池的剩余容量少而第2蓄电池的剩余容量多的情况。此时,使第1开关和第2开关都断开,使变压电路停止。由此,从第2蓄电池供电到负载。
第13发明的供电控制装置的特征在于,所述控制单元构成为,在所述判定单元判定为不产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量为第1预定值以上时,使所述第1开关和第2开关都断开,使所述变压电路工作。
在第13发明中,在判定为发电机没有产生再生电力的情况下,假设所获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量为第1预定值以上的情况、即第1蓄电池的剩余容量多的情况。此时,使第1开关和第2开关都断开,使变压电路工作。由此,变压电路对第1蓄电池的输出电压进行变压,将所变压的电压施加到负载。
第14发明的充电控制方法,是充电控制装置的充电控制方法,该充电控制装置具有:电压转换单元,根据需要对车辆制动时发电的车载发电机发电并输出的电压进行转换,将所转换的电压施加到电气负载组,并且对蓄电装置进行充电;检测对该电压转换单元的输入电压值V1的单元;电压检测单元和电流检测单元,对所述电压转换单元的输出电压值V2和输出电流值I1进行检测;以及对所述蓄电装置的输入输出电流值I2进行检测的单元,该充电控制装置控制对第2蓄电装置的充电,该第2蓄电装置对所述车载发电机发电并输出的电压充电,所述充电控制方法的特征在于,准备接通/断开对所述第2蓄电装置的充电的开关,根据所述I1和I2算出所述蓄电装置和电气负载组所需的电流值I3,根据所述V2、V1以及I3算出所述车载发电机应输出的电流值I4,判定所算出的I4是否比预先给出的所述车载发电机的最大输出电流值大,在判定为比最大输出电流值大时,使所述开关断开或进行PWM控制。
第15发明的充电控制装置,具有:电压转换单元,根据需要对车辆制动时发电的车载发电机发电并输出的电压进行转换,将所转换的电压施加到电气负载组,并且对蓄电装置进行充电;检测对该电压转换单元的输入电压值V1的单元;电压检测单元和电流检测单元,对所述电压转换单元的输出电压值V2和输出电流值I1进行检测;以及对所述蓄电装置的输入输出电流值I2进行检测的单元,所述充电控制装置控制对第2蓄电装置的充电,该第2蓄电装置由所述车载发电机发电并输出的电压充电,所述充电控制装置的特征在于,所述充电控制装置具有:开关,接通/断开对所述第2蓄电装置的充电;根据所述I1和I2算出所述蓄电装置和电气负载组所需的电流值I3的单元;根据所述V2、V1以及I3算出所述车载发电机应输出的电流值I4的单元;以及判定单元,判定该单元所算出的I4是否比预先给出的所述车载发电机的最大输出电流值大,所述充电控制装置构成为,在该判定单元判定为大时,使所述开关断开或进行PWM控制。
在第14发明的充电控制方法和第15发明的充电控制装置中,电压转换单元根据需要对车辆制动时发电的车载发电机发电并输出的电压进行转换,将所转换的电压施加到电气负载组,并且充电到蓄电装置。进行检测的单元对输入到电压转换单元的输入电压值V1进行检测,电压检测单元和电流检测单元对电压转换单元的输出电压值V2和输出电流值I1进行检测,其他的进行检测的单元对蓄电装置的输入输出电流值I2进行检测,控制针对第2蓄电装置的充电,该第2蓄电装置对车载发电机发电并输出的电压进行充电。开关接通/断开针对第2蓄电装置的充电,进行算出的单元根据所述I1和I2算出蓄电装置和电气负载组所需的电流值I3。其他的进行算出的单元根据所述V2、V1以及I3,算出车载发电机应输出的电流值I4,判定单元判定该算出的I4是否比预先给出的车载发电机的最大输出电流值大。在判定单元判定为大时,断开开关或对开关进行PWM控制,抑制针对第2蓄电装置的充电。
第16发明的充电控制装置,具有:电压转换单元,根据需要对车辆制动时发电的车载发电机发电并输出的电压进行转换,将所转换的电压施加到电气负载组,并且对蓄电装置进行充电;检测对该电压转换单元的输入电压值V1的单元;以及对所述电压转换单元的输出电压值V2进行检测的单元,所述充电控制装置控制对第2蓄电装置的充电,该第2蓄电装置由所述车载发电机发电并输出的电压充电,所述充电控制装置的特征在于,所述充电控制装置具有:开关,接通/断开对所述第2蓄电装置的充电;从外部接收所述电气负载组的使用状态的单元;根据该单元接收到的使用状态、以及预先给出的所述电气负载组的每个负载的消耗电力,算出所述蓄电装置和电气负载组所需的电流值I3的单元;根据所述V2、V1以及I3,算出所述车载发电机应输出的电流值I4的单元;以及判定单元,判定该单元算出的I4是否比预先给出的所述车载发电机的最大输出电流值大,所述充电控制装置构成为,在该判定单元判定为大时,使所述开关断开或进行PWM控制。
在该充电控制装置中,电压转换单元根据需要对车辆制动时发电的车载发电机发电并输出的电压进行转换,将所转换的电压施加到电气负载组,并且充电到蓄电装置。进行检测的单元对输入到电压转换单元的输入电压值V1进行检测,其他的进行检测的单元对电压转换单元的输出电压值V2进行检测,控制针对第2蓄电装置的充电,该第2蓄电装置对车载发电机发电并输出的电压进行充电。开关接通/断开针对第2蓄电装置的充电,进行接收的单元从外部接收电气负载组的使用状态。进行算出的单元根据该接收到的使用状态、以及预先给出的电气负载组的每个负载的消耗电力,算出蓄电装置和电气负载组所需的电流值I3,其他的进行算出的单元根据所述V2、V1以及I3,算出车载发电机应输出的电流值I4。判定单元判定该算出的I4是否比预先给出的车载发电机的最大输出电流值大,在判定单元判定为大时,断开开关或对开关进行PWM控制,抑制针对第2蓄电装置的充电。
第17发明的充电控制装置的特征在于,所述充电控制装置还具有在所述判定单元判定为大时判定所述车载发电机是否正在发电的单元,在该单元判定为未发电时,使所述车载发电机发电。
在该充电控制装置中,在判定单元判定为大时,进一步判定车载发电机是否进行发电,在判定为车载发电机没有发电时,使车载发电机发电,因此即使不在再生制动时车载发电机也发电。
第18发明的充电控制装置的特征在于,所述充电控制装置还具有对所述第2蓄电装置的输出电压值V3进行检测的单元以及判定该单元检测到的V3是否比预定电压值低的单元,在该单元判定为低时,使所述开关接通。
在该充电控制装置中,进行检测的单元对第2蓄电装置的输出电压值V3进行检测,进行判定的单元判定该检测到的V3是否比预定电压值低。在进行判定的单元判定为低时,接通开关,防止第2蓄电装置成为过放电状态。
第19发明的充电控制装置的特征在于,所述充电控制装置还具有从外部接收所述第2蓄电装置的剩余容量的单元以及判定该单元接收到的剩余容量是否比预定容量低的单元,在该单元判定为低时,所述充电控制装置使所述开关接通。
在该充电控制装置中,进行接收的单元从外部接收第2蓄电装置的剩余容量,进行判定的单元判定该接收到的剩余容量是否比预定容量低。在进行判定的单元判定为低时,接通开关,防止第2蓄电装置成为过放电状态。
第20发明的车辆用电源装置的特征在于,具有车辆制动时发电的车载发电机、蓄电装置、第2蓄电装置以及从第15至第19发明的任意一个充电控制装置。
发明效果
根据本发明的控制装置,由于针对蓄电池的充电从经由第1充电路径的充电适当地切换到经由第2充电路径的充电,因此能够快速地对蓄电池进行充电,而且,能够使蓄电池蓄积大量的电力。
根据本发明的供电控制装置,能够以不同的充电电压分别高效地对第1蓄电池和第2蓄电池进行充电,能够有效地消耗第1蓄电池和第2蓄电池各自蓄积的电力。
根据本发明的充电控制方法,能够实现在车辆制动时发电的车载发电机将所发电的电压充电到蓄电装置时,针对电气负载的供给电压很难降低的充电控制方法。
根据本发明的充电控制装置,能够实现在车辆制动时发电的车载发电机将所发电的电压充电到蓄电装置时,针对电气负载的供给电压很难降低的充电控制装置。
根据本发明的车辆用电源装置,能够实现具有如下充电控制装置的车辆用电源装置:在车辆制动时发电的车载发电机将所发电的电压充电到蓄电装置时,针对电气负载的供给电压很难降低。
附图说明
图1是示出本发明的控制装置的实施例1中的电源装置的结构的框图。
图2是示出在接收充电信号的期间控制部执行的动作的顺序的流程图。
图3是控制装置中的效果的说明图。
图4是示出本发明的控制装置的实施例2中的电源装置控制装置的结构的框图。
图5是示出在接收充电信号的期间控制部执行的动作的顺序的流程图。
图6是示出本发明的电源***的实施例3的结构的框图。
图7是为了说明在判定为产生再生电力时控制部进行的控制的图表。
图8是为了说明控制部的控制的框图。
图9是为了说明控制部的控制的其他的框图。
图10是为了说明控制部的控制的其他的框图。
图11是为了说明在判定为没有产生再生电力时控制部进行控制的图表。
图12是示出变形例的电源***的结构的框图。
图13是示出本发明的充电控制方法、充电控制装置以及车辆用电源装置的实施例4的概略结构的框图。
图14是示出本发明的充电控制方法、充电控制装置以及车辆用电源装置的动作的例的流程图。
图15是示出本发明的充电控制装置和车辆用电源装置的实施例5的概略结构的框图。
图16是示出本发明的充电控制装置和车辆用电源装置的动作的例的流程图。
图17是示出现有的充电控制装置的概略构成例的框图。
具体实施方式
以下,根据示出其实施方式的附图对本发明进行详细说明。
实施例1
图1为示出实施例1中的电源装置的结构的框图。该电源装置适当地搭载于车辆,具有控制装置1、电线20、21、发电机22、蓄电池23、24以及负载25。控制装置1连接在电线20、21各自的一端之间,电线20的另一端连接于发电机22的一端,电线21的另一端连接于蓄电池23的正极端子。控制装置1另行于电线20、21,与蓄电池24和负载25各自的一端连接。发电机22和负载25各自的另一端、蓄电池23、24各自的负极端子被接地。
发电机22与发动机连动而产生电力,并且通过在车辆减速时将车辆的动能转换为电力而产生再生电力。具体地讲,发电机22生成交流电力,将所生成的交流电力整流为直流电力。发电机22产生的电力、电压以及电流分别为整流后的电力、电压以及电流。
另外,发电机22产生的电流的值被限制为预先设定的上限值以下。
蓄电池23通过从发电机22经由控制装置1供给再生电力而被充电。而且,蓄电池23将所蓄积的电力经由控制装置1供给到蓄电池24和负载25。
蓄电池24例如为铅电池,蓄积发电机22产生的电力,将所蓄积的电力供给到负载25。
负载25为车灯或鼓风机电动机等车载设备,供给有发电机22产生的电力以及蓄电池24蓄积的电力。
在车辆减速而发电机22产生再生电力的期间,控制装置1从外部接收指示针对蓄电池23的充电的充电信号。控制装置1通过在接收充电信号期间将发电机22产生的电力供给到蓄电池23而对蓄电池23进行充电。
控制装置1在不接收充电信号的期间,将发电机22产生的电力和蓄电池23积蓄的电力供给到蓄电池24和负载25。
如上所述,控制装置1对从发电机22向蓄电池23的充电进行控制。
控制装置1具有开关10、DCDC转换器11、电流检测部12、电压检测部13以及控制部14。
开关10的一端与蓄电池24和负载25各自的一端连接,而且,经由电线20与发电机22的一端连接。开关10的另一端经由电线21与蓄电池23连接。
另外,DCDC转换器11具有3个端子,第1端子与蓄电池24和负载25各自的一端连接,而且,经由电线20与发电机22的一端连接。DCDC转换器11的第2端子经由电线21与蓄电池23连接。DCDC转换器11的第3端子与控制部14连接。
除了DCDC转换器11以外,控制部14还分别与电流检测部12和电压检测部13连接。电压检测部13还与电线21的DCDC转换器11侧的一端连接。
如上所述连接有各构成部的控制装置1具有发电机22经由开关10对蓄电池23进行充电的第1充电路径、发电机22经由DCDC转换器11对蓄电池23进行充电的第2充电路径。
开关10通过FET(FieldEffectTransistor,场效应晶体管)、双极晶体管或继电器触点等构成,通过控制部14而被接通/断开。
在DCDC转换器11上经由电线20施加有发电机22产生的电压,DCDC转换器11对发电机22施加的电压进行升压,将所升压的电压经由电线21施加到蓄电池23。DCDC转换器11作为升压电路发挥功能。
另外,在DCDC转换器11上经由电线21施加有蓄电池23的输出电压,DCDC转换器11进行蓄电池23施加的电压的升压和降压,对该电压进行转换,将所转换的电压施加到蓄电池24和负载25。
DCDC转换器11的动作通过控制部14而被控制。具体地讲,控制部14通过使DCDC转换器11反复进行与未图示的线圈一起具有的未图示的多个开关各自的接通/断开而使DCDC转换器11转换电压。控制部14通过变更未图示的一个或多个开关各自中的接通/断开的能率,从而能够调整DCDC转换器11的升压幅度和降压幅度。而且,控制部14通过对未图示的多个开关各自的接通/断开进行操作而能够使DCDC转换器11的动作也停止。
电流检测部12对经由电线21流入到蓄电池23的充电电流进行检测,将检测到的充电电流值通知给控制部14。
电压检测部13对施加到电线21的DCDC转换器11侧的一端的施加电压进行检测,将检测到的施加电压值通知给控制部14。
控制部14从外部接收充电信号。控制部14根据是否接收充电信号、电流检测部12检测到的充电电流值、电压检测部13检测到的施加电压值,对开关10的接通/断开和DCDC转换器11的动作进行控制。
控制部14在不接收充电信号的期间,在使开关10成为断开的状态下,使DCDC转换器11对蓄电池23经由电线21输出的电压进行转换。DCDC转换器11将如上所述转换的电压施加到蓄电池24和负载25。
控制部14在接收充电信号期间,对从发电机22向蓄电池23的充电进行控制。图2是示出在接收充电信号期间控制部14执行的动作的顺序的流程图。
控制部14在接收充电信号而对蓄电池23进行充电时,首先,在使DCDC转换器11的动作停止的状态下接通开关10(步骤S1)。由此,发电机22产生的电压经由开关10施加到蓄电池23,蓄电池23经由第1充电路径而被蓄电。此处,在蓄电池23被充分放电,蓄积在蓄电池23中的电力充分少时,发电机22能够产生的电压高,而且,电线21的电阻值充分小,因此进行电流限制而上限值的充电电流从发电机22流入到蓄电池23。
例如,在发电机22能够产生的电压为16V,蓄电池23的输出电压为零V,电线20、21各自的电阻值为6mΩ,而且,蓄电池23的内部电阻值为4mΩ时,发电机22能够使1000A(=16/0.016)的充电电流流过蓄电池23。但是,在流过发电机22的电流的值被限制为例如100A时,充电电流值成为100A。此时,发电机22产生1.6V(=100×0.016)的电压。
在蓄电池23被充电而蓄电池23的输出电压成为例如4V时,发电机22能够使750A(=(16-4)/0.016)的充电电流流过蓄电池23,但是充电电流值被限制为100A,发电机22产生5.6V(=100×0.16+4)。如上所述,到蓄电池23的输出电压超过14.4(=16-1.6)V为止,充电电流值被限制为100A。在蓄电池23的输出电压超过14.4V时,在发电机22产生16V的电压时流过的充电电流的值小于100A,因此充电电流的限制被解除。
控制部14在执行步骤S1之后读入电流检测部12检测到的充电电流值(步骤S2),判定所读入的充电电流值是否小于充电电流的上限值(步骤S3)。控制部14在判定为充电电流值为上限值时(步骤S3:否),处理回到步骤S2,到充电电流值小于上限值为止,在接通开关10的状态下重复进行步骤S3的判定。在控制部14重复进行步骤S2、S3的判定的期间,上限值的充电电流经由设置有开关10的第1充电路径而流入蓄电池23,蓄电池23的输出电压上升。
控制部14在判定为充电电流值小于上限值时(步骤S3:是),断开开关10(步骤S4)。当在步骤S4中断开开关10时,控制部14使DCDC转换器11对发电机22施加的电压进行升压(步骤S5)。此处,在步骤S2中读入的充电电流值与上限值之间的差越大,控制部14越增大DCDC转换器11的升压幅度,从而将针对蓄电池23的充电电流值维持为上限值。
如上所述,当在经由第1充电路径对蓄电池23进行了充电的状态下电流检测部12检测到的充电电流值小于上限值时,控制部14以针对蓄电池23的充电切换为经由设置有DCDC转换器11的第2充电路径的充电的方式,控制开关10和DCDC转换器11。
控制部14在执行步骤S5之后,读入电压检测部13检测到的施加电压值(步骤S6),判定所读入的施加电压值是否小于表示蓄电池23为满充电的满充电电压值(步骤S7)。此处,满充电电压值为根据蓄电池23的耐压值而设定的值。例如,如上所述,发电机22产生的电流的上限值为100A,电线21的电阻值和蓄电池23的内部电阻值分别为6mΩ和4mΩ,在蓄电池23的耐压值为15.8V时,满充电电压值为16.8V(=15.8+100×0.010)。
在判定为施加电压值小于满充电电压值时(步骤S7:是),控制部14读入电流检测部12检测到的充电电流值(步骤S8),使处理回到步骤S5。在执行步骤S8之后进行的步骤S5中,在步骤S8中读入的充电电流值与上限值之间的差越大,控制部14越增大DCDC转换器11的升压幅度,从而将针对蓄电池23的充电电流值维持为上限值。
到电压检测部13检测到的施加电压值成为满充电电压值为止,控制部14重复进行从步骤S5到S8的处理,通过使DCDC转换器11进行升压而将充电电流值维持为上限值。例如,在发电机22产生的电流值的上限值为100A,电线21的电阻值和蓄电池23的内部电阻值分别为6mΩ和4mΩ,蓄电池23的输出电压为15V时,控制部14使DCDC转换器11将发电机22经由电线20而施加的电压升压到16V(=15+100×0.010)。由此,100A的充电电流经由电线21而流入到蓄电池23。
在判定为施加电压值为满充电电压值时(步骤S7:否),控制部14停止DCDC转换器11的升压(步骤S9),结束处理。
图3是为了说明控制装置1中的效果的说明图。在图3中示出,控制部14接收充电信号,通过放电对输出电压为零V的蓄电池23进行充电时的施加电压和充电电流的变迁。在图3中,用粗线示出具有控制装置1的电源装置中的施加电压和充电电流各自的变迁,用细线示出不经由控制装置1而通过电线20、21连接有发电机22和蓄电池23的现有的电源装置中的施加电压和充电电流各自的变迁。
另外,在图3中,用粗线示出具有控制装置1的电源装置中的施加电压和充电电流各自的变迁、与现有的电源装置中的施加电压和充电电流各自的变迁共同的部分。
在现有的电源装置中,在蓄电池23的输出电压低的期间,从发电机22向蓄电池23流入上限值的电流,施加到电线21的DCDC转换器11侧的一端的施加电压、即蓄电池23的输出电压上升。通过蓄电池23的输出电压的上升,在发电机22的电流限制被解除之后,随着时间的经过充电电流值降低。由此,施加电压的上升率到施加电压成为满充电电压为止持续降低。
另一方面,在对于从发电机22向蓄电池23的充电中使用了控制装置1时,在蓄电池23的输出电压低的期间,与现有的电源装置同样从发电机22向蓄电池23流入上限值的电流。由此,施加到电线21的DCDC转换器11侧的一端的施加电压、即蓄电池23的输出电压上升。
在控制装置1中,在通过蓄电池23的输出电压的上升,发电机22的电流限制被解除之后,DCDC转换器11进行升压而将充电电流值维持为上限值。因此,不会出现施加电压的上升率到施加电压到达满充电电压值为止降低的情况。因此,通过对从发电机22向蓄电池23的充电中使用控制装置1,从而能够缩短蓄电池23的充电时间,快速地对蓄电池23进行充电。
在车辆减速的期间,发电机22产生再生电力,车辆减速的时间短。由于能够使用控制装置1而快速地对蓄电池23进行充电,因此在将再生电力充电到蓄电池23时使用控制装置1将会特别有效果。
另外,在控制装置1中,由于DCDC转换器11对发电机22产生的电压进行升压,因此蓄积在蓄电池23中的电力不会被限制为发电机22产生的电压。例如,即使在发电机22产生的电压为16V时,也能够通过DCDC转换器11的升压而对蓄电池23施加16V以上的电压。因此,能够使耐压例如为18V的蓄电池23成为满充电。因此,蓄积在蓄电池23中的电力不会被限制为发电机22产生的电压,能够在蓄电池23中蓄积大量的电力。
另外,控制部14断开开关10,通过使DCDC转换器11进行升压而维持的充电电流值,不会被限定为发电机22产生的电流的上限值,也可以是小于上限值的电流值。即使在该情况下,到施加电压值成为满充电电压值为止,由于充电电流值维持为一定值以上,因此能够快速地对蓄电池23进行充电。而且,由于还进行基于DCDC转换器11的升压,因此能够在蓄电池23中蓄积大量的电力。
实施例2
图4是示出实施例2中的电源装置的结构的框图。该电源装置在实施例1中的电源装置的基础上代替控制装置1而具有控制装置3。实施例1中的电源装置构成为,将针对蓄电池23的充电电流值维持为上限值。对此,实施例2中的电源装置构成为,将电线21的两端间的电压维持为恒定。
以下,关于实施例2中的电源装置,对与实施例1中的电源装置不同的点进行说明。对于与实施例1相同的实施例2的结构附上相同的标号而省略其详细的说明。
实施例2中的电源装置与实施例1中的电源装置同样适当地搭载在车辆上,具有控制装置3、电线20、21、发电机22、蓄电池23、24以及负载25。控制装置3分别连接于电线20的一端以及电线21的一端和另一端。电线20的另一端连接在发电机22的一端,电线21的另一端还连接在蓄电池23的正极端子。与电线20、21不同,控制装置3连接在蓄电池24和负载25各自的一端。发电机22和负载25各自的另一端和蓄电池23、24各自的负极端子被接地。
控制装置3接收指示针对蓄电池23的充电的充电信号。控制装置3与实施例1中的控制装置1同样,在接收充电信号的期间,通过将发电机22产生的电力供给到蓄电池23而对蓄电池23进行充电,在不接收充电信号的期间,将发电机22产生的电力和蓄电池23蓄积的电力供给到蓄电池24和负载25。
如上所述,控制装置3也对从发电机22向蓄电池23的充电进行控制。
控制装置3与控制装置1同样,具有开关10、DCDC转换器11以及控制部14,它们与实施例1同样连接。因此,控制装置3也与控制装置1同样,具有发电机22经由开关10对蓄电池23进行充电的第1充电路径和发电机22经由DCDC转换器11对蓄电池23进行充电的第2充电路径。电线21的一端连接在第1充电路径和第2充电路径。
控制装置3还具有电压检测部30。电压检测部30分别与电线21的两端各自连接,而且也与控制部14连接。
电压检测部30对电线21的两端各自中的电压进行检测。具体地讲,电压检测部30对电线21的DCDC转换器11侧的一端中的电压、施加到蓄电池23的充电电压进行检测。电压检测部30将检测到的2个电压值通知给控制部14。
开关10和DCDC转换器11各自与实施例1同样进行动作。因此,DCDC转换器11对发电机22产生而经由电线20施加到电压进行升压,将所升压的电压经由电线21施加到蓄电池23。DCDC转换器11作为升压电路发挥功能。
实施例2中的控制部14与实施例1同样,对开关10的接通/断开和DCDC转换器11的动作进行控制。另外,实施例2中的控制部14在不接收充电信号的期间,与实施例1中的控制部14同样进行控制,在接收充电信号的期间,对从发电机22向蓄电池23的充电进行控制。
图5是示出在接收充电信号的期间控制部14执行的动作的顺序的流程图。控制部14在接收充电信号而对蓄电池23进行充电时,首先,在使DCDC转换器11的动作停止的状态下接通开关10(步骤S10)。由此,发电机22产生的电压经由开关10而施加到蓄电池23,经由第1充电路径而被蓄电池23蓄电。
此处,在发电机22产生的电流的值上与实施例1同样设置有上限值,在蓄电池23被充分放电而蓄积在蓄电池23中的电力充分少时,如在实施例1中所述上限值的充电电流从发电机22流入蓄电池23。
控制部14在执行步骤S10之后,从电压检测部30读入电线21的DCDC转换器11侧的一端中的电压值(步骤S11),而且,从电压检测部30读入充电电压值(步骤S12)。接着,控制部14算出在步骤S11中读入的电压值与在步骤S12中读入的充电电压值之间的差分值、即电压检测部30检测的电线21的两端各自中的电压值的差分值(步骤S13)。电压检测部30检测到的电压值的电压值的差分值相当于根据电压检测部30检测的电压值算出的算出值。
接着,控制部14判定在步骤S13中算出的差分值是否小于预先设定的基准值(步骤S14)。此处,基准值为在上限值的电流流过电线21时电压检测部30检测到的电线21的两端各自中的电压值的差分值。
例如,在发电机22产生的电流的上限值为100A,电线21的电阻值为6mΩ时,电线21的两端各自中的电压值的差分值的基准值为0.6V(=100×0.006)。
控制部14在判定为差分值为基准值时(步骤S14:否),使处理回到步骤S11,到电线21的两端各自中的电压值的差分值小于基准值为止重复进行从步骤S11到S14的处理。在控制部14重复进行从步骤S11到S14的处理的期间,由于电线21的差分值为基准值,因此上限值的充电电流经由第1充电路径而流入蓄电池23,蓄电池23被充电,蓄电池23的输出电压上升。
在通过蓄电池23的输出电压的上升,充电电流值的限制被解除而充电电流值降低时,电线21的两端各自中的电压值的差分值降低。作为一例,对发电机22能够产生的电压为16V、电线20、21各自的电阻值为6mΩ、蓄电池的内部电阻值为4mΩ、发电机22产生的电流的值被限制为100A的情况进行叙述。
在开关10接通,蓄电池23的输出电压为零V时,发电机22能够产生1000A(=16/0.016)的电流,但被限制为100A。此时,电线21的两端各自中的电压值的差分值为0.6V(=100×0.006)。
在蓄电池23被充电而蓄电池23的输出电压超过14.4V时,由于在发电机22产生16V的电压时流过的充电电流的值小于100A,因此充电电流的限制被解除。例如,在蓄电池23的输出电压为14.72V时,在发电机22产生16V的电压时流过的充电电流的值成为80A(=(16-14.72)/0.016)。此时,电线21的两端各自中的电压值的差分值成为0.48V,小于基准值0.6V。
在判定为差分值小于基准值时(步骤S14:是),控制部14使开关10断开(步骤S15)。当在步骤S15中使开关10断开时,控制部14使DCDC转换器11对发电机22施加的电压进行升压(步骤S16)。此处,在步骤S13中算出的差分值与基准值之间的差越大,控制部14越增大DCDC转换器11的升压幅度,从而将电线21的两端各自的差分值维持为基准值。
如上所述,当在经由第1充电路径对蓄电池23进行充电的状态下电压检测部30检测到的电压值的差分值小于基准值时,控制部14以针对蓄电池23的充电切换到经由设置有DCDC转换器11的第2充电路径的充电的方式控制开关10和DCDC转换器11。
控制部14在执行步骤S16之后,读入电压检测部13检测到的充电电压值(步骤S17),判定所读入的充电电压值是否小于表示蓄电池23为满充电的满充电电压值(步骤S18)。此处,满充电电压值为根据蓄电池23的耐压值设定的值。例如,如上所述,在发电机22产生的电流的上限值为100A,蓄电池23的内部电阻值为4mΩ,蓄电池23的耐压值为15.8V时,满充电电压值为16.2V(=15.8+100×0.004)。
在判定为充电电压值小于满充电电压值时(步骤S18:是),控制部14从电压检测部30读入电线21的DCDC转换器11侧的一端中的电压值(步骤S19)。接着,控制部14算出在步骤S17中读入的充电电压值与在步骤S19中读入的电压值之间的差分值、即电压检测部30检测到的电线21的两端各自中的电压值的差分值(步骤S20)。控制部14在执行步骤S20之后使处理回到步骤S16。
在执行步骤S20之后进行的步骤S16中,在步骤S20中算出的差分值与基准值之间的差越大,控制部14越增大DCDC转换器11的升压幅度,从而维持电线21的两端各自中的电压值的差分值。
到电压检测部13检测到的充电电压值成为满充电电压值为止,控制部14重复进行从步骤S16到S20的处理,通过使DCDC转换器11进行升压而将电线21的两端各自中的电压值的差分值维持为基准值。例如,在发电机22产生的电流值的上限值为100A、电线21的电阻值为6mΩ、充电电压值为15.4V时,控制部14使DCDC转换器11将发电机22经由电线20施加的电压升压到16V(=15.4+100×0.006)。
在判定为充电电压值为满充电电压值时(步骤S18:否),控制部14停止DCDC转换器11的升压(步骤S21),结束处理。
在如上所述构成的控制装置1中,在通过蓄电池23的输出电压的上升而解除发电机22的电流限制之后,DCDC转换器11进行升压而将电线21的两端各自中的电压值的差分值维持为基准值。由此,经由电线21流入到蓄电池23的充电电流值维持为上限值,不会出现每单位时间蓄积到蓄电池23的电力量到充电电压值到达满充电电压值为止降低的情况。因此,蓄电池23的充电时间短,蓄电池23被快速充电。
在车辆减速的期间发电机22产生再生电力,车辆减速的时间短。因此,使用控制装置3的情况与使用实施例1中的控制装置1的情况同样,对将再生电力充电到蓄电池23的情况特别有效果。
另外,在控制装置3中,与实施例1的控制装置1同样,由于DCDC转换器11对发电机22产生的电压进行升压,因此蓄积在蓄电池23中的电力不会被限制为发电机22产生的电压。因此,蓄积在蓄电池23中的电力不会被限制为发电机22产生的电压,能够在蓄电池23中蓄积大量的电力。
另外,基准值不会被限定为在发电机22产生的上限值的电流流过电线21时电压检测部30进行检测的电线21的两端各自中的电压值的差分值,也可以是比该差分值低的差分值。在该情况下,也到充电电压值成为满充电电压值为止,电线21的两端中的电压值的差分值被维持为一定值以上,充电电流值也被保持为一定值以上,因此能够快速地对蓄电池23进行充电。而且,由于还进行基于DCDC转换器11的升压,因此能够在蓄电池23中蓄积大量的电力。另外,也可以代替差分值而使用根据电压检测部13检测到的电压值算出的其他算出值。
另外,控制装置3也可以具有在内部具有电线21的结构。
实施例3
图6是示出本发明的电源***的实施例3的结构的框图。该电源***31适当地搭载在车辆上,具有交流发电机41、蓄电池42、43、负载44、起动器45以及供电控制装置46。供电控制装置46具有端子T1、T2、T3。
在供电控制装置46的端子T1、T2、T3各自上,以可装卸的方式连接有交流发电机41和蓄电池42、43的正极端子。在蓄电池43的正极端子上还连接有负载44和起动器45各自的一端。交流发电机41和蓄电池42、43各自的负极端子、负载44和起动器45各自的另一端被接地。
交流发电机41通过在车辆减速时将车辆的动能转换为电力而产生再生电力。另外,交流发电机41在从供电控制装置46接收到指示工作的工作指示时,与未图示的发动机连动而发电。而且,交流发电机41在从供电控制装置46接收指示交流发电机41的输出电压的电压指示时,输出接收到的电压指示所指示的输出电压。
交流发电机41在产生再生电力时、或与发动机连动而发电时,生成交流电力,将所生成的交流电力整流为直流电力。交流发电机41产生的再生电力和交流发电机41与发动机连动而产生的电力为直流电力。交流发电机41作为发电机发挥功能。
蓄电池42为锂电池或双电层电容器等,交流发电机41产生的电力经由供电控制装置46而被供给,蓄电池42蓄积所供给的电力。蓄电池42将所蓄积的电力经由供电控制装置46供给到负载44。蓄电池42作为第1蓄电池发挥功能。
蓄电池43例如为铅电池,与蓄电池42同样,交流发电机41产生的电力经由供电控制装置46而被供给,蓄电池43蓄积所供给的电力。蓄电池43将所蓄积的电力供给到负载44和起动器45。蓄电池43作为第2蓄电池发挥功能。
负载44为车灯或雨刮器等电气设备,从交流发电机41或蓄电池42经由供电控制装置46而供给电力,或者,从蓄电池43直接供给电力。负载44使用所供给的电力工作。
起动器45是为了起动发动机的电动机,使用从蓄电池42供给的电力而起动。
供电控制装置46从外部接收表示车辆速度的车速信息和表示蓄电池42、43各自的SOC(StateOfCharge,充电状态)的充电信息。此处,SOC为例如由百分比表示的数值,蓄电池42、43各自的SOC表示蓄电池42、43的剩余容量。充电信息相当于第1剩余容量信息和第2剩余容量信息。
供电控制装置46根据从外部接收到的车速信息表示的速度、从外部接收到的充电信息表示的蓄电池42、43各自的SOC,对从交流发电机41向蓄电池42、43和负载44的供电和从交流发电机41向蓄电池42的供电进行控制。另外,供电控制装置46根据从外部接收到的车速信息和充电信息各自所表示的速度和SOC,对施加到端子T1的交流发电机41的输出电压、或施加到端子T2的蓄电池42的输出电压进行变压,将所变压的电压从端子T3施加到负载44。而且,供电控制装置46在从外部接收到的车速信息和充电信息各自所示的速度和SOC满足后述的预定的条件时输出工作指示,对交流发电机41进行驱动。
供电控制装置46具有开关51、52、DCDC转换器53以及控制部54。
开关51、52各自的一端连接在端子T1。开关51的另一端连接在端子T2,开关52的另一端连接在端子T3。DCDC转换器53连接在端子T2、T3之间,而且还连接在控制部54。
如以上所述,在连接有开关51、52和DCDC转换器53各自的供电控制装置46中,在从交流发电机41向蓄电池42的供电路径上设置有开关51,在从交流发电机41向蓄电池43和负载44的供电路径上设置有开关52。另外,在蓄电池42和开关51间的连接节点与负载44之间设置有DCDC转换器53。
开关51、52各自作为第1开关和第2开关发挥功能。
开关51、52各自为FET(FieldEffectTransistor,场效应晶体管)或双极晶体管等半导体开关、或者继电器触点等,通过控制部54而被接通/断开。
DCDC转换器53具有未图示的多个开关和线圈等。DCDC转换器53通过控制部54分别重复进行多个开关各自的接通/断开而工作,进行交流发电机41或蓄电池43的输出电压的升压或降压,对该输出电压进行变压。DCDC转换器53将所变压的电压经由端子T3施加到负载44。
DCDC转换器53作为变压电路发挥功能。
另外,控制部54将多个开关各自的接通/断开状态维持为预定状态、例如多个开关全部维持为断开的状态,从而能够使DCDC转换器53停止变压。在DCDC转换器53停止时,端子T2、T3间被开放。
控制部54每预定时间从外部获取车速信息和充电信息。控制部54例如从控制发动机的ECU(ElectronicControlUnit,电子控制单元)获取车速信息,例如从对蓄电池42、43的充电状态进行监视的ECU获取充电信息。
控制部54作为获取单元发挥功能。
控制部54根据从外部获取的车速信息所示的速度,判定车辆是否正在减速。具体地讲,控制部54在车速信息所示的速度随时间推移降低时判定为车辆正在减速,在车速信息所示的速度随时间推移恒定或上升时判定车辆没有减速。
控制部54根据车辆是否正在减速的判定结果,判定交流发电机41是否产生再生电力。控制部54在判定为车辆正在减速时,判定为交流发电机41产生再生电力,在判定为车辆没有减速时,判定为交流发电机41没有产生再生电力。
控制部54还作为判定单元发挥功能。
控制部54根据从外部获取的充电信息所示的蓄电池42、43各自的SOC、交流发电机41是否产生再生电力的判定结果,对开关51、52各自的接通/断开以及DCDC转换器53的工作/停止进行控制。
控制部54还作为控制单元发挥功能。
控制部54通过如上所述重复进行DCDC转换器53具有的多个开关各自的接通/断开,从而使DCDC转换器53工作,通过将DCDC转换器53具有的多个开关维持为预定状态从而使DCDC转换器53停止。
而且,控制部54通过将工作指示输出到交流发电机41而对交流发电机41进行驱动,通过将电压指示输出到交流发电机41而对交流发电机41的输出电压进行控制。
图7是为了说明在判定为产生再生电力时控制部54进行的控制的图表。在图7中示出控制部54根据蓄电池42的SOC是否为第1基准值以上、蓄电池43的SOC是否为第2基准值以上而进行控制的开关51、52各自的接通/断开和DCDC转换器53的工作/停止。
在判定为交流发电机41产生再生电力的情况下,在充电信息所示的蓄电池42的SOC小于第1基准值、充电信息所示的蓄电池43的SOC小于第2基准值时,控制部54使开关51、52都接通,使DCDC转换器53停止。
图8是为了说明控制部54的控制的框图。在交流发电机41产生再生电力的情况下,在开关51、52都接通而DCDC转换器53停止时,交流发电机41产生的再生电力,如图8的箭头所示,经由开关51而被供给到蓄电池42,经由开关52而被供给到蓄电池43和负载44。控制部54通过输出电压指示而将交流发电机41的输出电压控制为恒定的第1电压,在蓄电池42、43各自的正极端子和负载44的一端各自上施加有第1电压。
SOC小于第1基准值而剩余容量少的蓄电池42上,经由开关51而供给有交流发电机41产生的再生电力。同样,在SOC小于第2基准值而剩余容量少的蓄电池43中,也经由开关52供给有交流发电机41产生的再生电力。由此,蓄电池42、43各自被充电。
在判定为交流发电机41产生再生电力的情况下,在充电信息所示的蓄电池42的SOC小于第1基准值、充电信息所示的蓄电池43的SOC为第2基准值以上时,如图7所示,控制部54使开关51、52各自接通和断开,使DCDC转换器53工作。
图9是为了说明控制部54的控制的其他的框图。在交流发电机41产生再生电力的情况下,在开关51、52各自接通和断开而DCDC转换器53工作时,交流发电机41产生的再生电力,如图9的箭头所示,经由开关51而被供给到蓄电池42,剩余容量少的蓄电池42被充电。此时,控制部54通过输出电压指示而将交流发电机41的输出电压控制为恒定的第2电压,在蓄电池42的正极端子上施加有第2电压。
DCDC转换器53对交流发电机41的输出电压、即第2电压进行变压,将所变压的电压施加到负载44。由此,负载44被供电。此处,控制部54通过对在DCDC转换器53中重复进行接通/断开的多个开关各自的能率进行调整,从而对DCDC转换器53的升压幅度或降压幅度进行调整。控制部54使DCDC转换器53变压的电压,例如与蓄电池43的输出电压大致一致,从而不对蓄电池43进行供电而对负载44进行供电。由此,蓄电池43维持在剩余容量多的状态。
在供电控制装置46中,在端子T2、T3间设置有DCDC转换器53,能够分别对蓄电池42、43各自进行充电,因此能够将第2电压设定为比第1电压高的电压。因此,能够以不同的充电电压对蓄电池42、43进行充电。更详细地将,能够以第1电压对蓄电池43进行充电,以比第1电压高的第2电压对蓄电池42进行充电。因此,例如,能够到开放电压成为48V为止对蓄电池42进行充电,到开放电压成为12V为止对蓄电池43进行充电。
因此,电源***31具有供电控制装置46,从而能够分别对蓄电池42、43各自进行充电,因此关于蓄电池42、43各自,一个蓄电池的充电量不会被限制为另一个蓄电池的充电量。
因此,在电源***31中,除了负载44以外,所工作的电压能够对与负载44不同的负载进行驱动。例如,在蓄电池42、43各自的输出电压为48V和12V时,除了以12V工作的负载44以外,能够将以48V工作的负载设置在电源***31中。此时,关于以48V工作的负载,将一端连接在蓄电池42的正极端子,将另一端接地。由此,在除了将开关51、52都接通的情况以外的情况下,能够对该负载进行驱动。
另外,电源***31具有供电控制装置46,能够以不同的充电电压分别对蓄电池42、43进行充电,因此电源***31还能够具有从蓄电池42向交流发电机41施加比负载44的工作电压高的输出电压而辅助发动机的驱动的扭矩辅助功能。
在判定为交流发电机41产生再生电力的情况下,在充电信息所示的蓄电池42的SOC为第1基准值以上、充电信息所示的蓄电池43的SOC小于第2基准值未满时,如图7所示,控制部54使开关51、52断开和接通接通,使DCDC转换器53停止。
图10是为了说明控制部54的控制的其他的框图。在交流发电机41产生再生电力的情况下,在开关51、52各自断开和接通而DCDC转换器53停止时,交流发电机41产生的再生电力,如图10的箭头所示,经由开关52而被供给到蓄电池43和负载44,剩余容量少的蓄电池43被充电。此时,控制部54通过输出电压指示而将交流发电机41的输出电压控制为第1电压,在蓄电池43的正极端子上施加有第1电压。另外,开关51断开,DCDC转换器53停止,因此不会在蓄电池42、43间流过电流,蓄电池42维持在剩余容量多的状态。
在判定为交流发电机41产生再生电力的情况下,在充电信息所示的蓄电池42的SOC为第1基准值以上、充电信息所示的蓄电池43的SOC为第2基准值以上时,如图7所示,控制部54使开关51、52都断开,使DCDC转换器53工作。
在交流发电机41产生再生电力的情况下,如图6所示,在开关51、52都断开,DCDC转换器53正在工作时,DCDC转换器53对蓄电池42的输出电压进行变压,将所变压的电压施加到负载44。由此,负载44被供电。此处,控制部54使DCDC转换器53变压的电压,例如,与蓄电池43的输出电压大致一致,从而不对蓄电池43进行充电而对负载44进行供电。交流发电机41产生的再生电力,不会被供给到剩余容量多的蓄电池42、43和负载44。
图11是为了说明在判定为没有产生再生电力时控制部54进行的控制的图表。在图11中示出,与图7同样,控制部54根据蓄电池42的SOC是否为第1基准值以上、蓄电池43的SOC是否为第2基准值以上而进行控制的开关51、52各自的接通/断开以及DCDC转换器53的工作/停止。
在判定为交流发电机41没有产生再生电力的情况下,在充电信息所示的蓄电池42的SOC小于第1基准值、充电信息所示的蓄电池43的SOC小于第2基准值时,控制部54使开关51、52都接通,使DCDC转换器53停止。此时,控制部54通过进一步输出工作指示而对交流发电机41进行驱动,交流发电机41与发动机连动而发电。
控制部54还作为驱动单元发挥功能。
在交流发电机41没有产生再生电力的情况下,在开关51、52都接通,DCDC转换器53停止,交流发电机41与发动机连动而发电时,交流发电机41产生的电力,如图8所示,经由开关51而被供给到蓄电池42,经由开关52而被供给到蓄电池43和负载44。控制部54通过输出电压指示而将交流发电机41的输出电压控制为第1电压,在蓄电池42、43各自的正极端子和负载44的一端上施加有第1电压。
在SOC小于第1基准值而剩余容量少的蓄电池42上,经由开关51而供给有交流发电机41与发动机连动而产生的电力。同样,在SOC小于第2基准值而剩余容量少的蓄电池43中,也经由开关52供给有交流发电机41与发动机连动而产生的电力。由此,蓄电池42、43各自被充电。
在判定为交流发电机41没有产生再生电力的情况下,在充电信息所示的蓄电池42的SOC小于第1基准值、充电信息所示的蓄电池43的SOC为第2基准值以上时,如图11所示,控制部54使开关51、52都断开,使DCDC转换器53停止。
在交流发电机41没有产生再生电力的情况下,如图6所示,在开关51、52都断开、DCDC转换器53停止时,从剩余容量多的蓄电池43向负载44供电。由于剩余容量少的蓄电池42不进行供电,因此蓄电池42的剩余容量被维持。
在判定为交流发电机41没有产生再生电力的情况下,在充电信息所示的蓄电池42的SOC为第1基准值以上时,如图11所示,控制部54与充电信息所示的蓄电池43的SOC是否为第2基准值以上无关地,使开关51、52都断开,使DCDC转换器53工作。
在交流发电机41没有产生再生电力的情况下,如图6所示,在开关51、52都断开、DCDC转换器53工作时,DCDC转换器53对剩余容量多的蓄电池42的输出电压进行变压,将所变压的电压施加到负载44。由此,负载44被供电。此处,控制部54使DCDC转换器53变压的电压,例如,与蓄电池43的输出电压大致一致,从而不对蓄电池43进行充电而对负载44进行供电。由于蓄电池43不进行供电,因此蓄电池43的剩余容量被维持。
如上所述,在供电控制装置46中,控制部54根据充电信息所示的蓄电池42、43各自的SOC、交流发电机41是否产生再生电力的判定结果,对开关51、52各自的接通/断开和DCDC转换器53的工作/停止进行控制。因此,能够以不同的充电电压高效地对蓄电池42、43各自进行充电,能够有效地消耗蓄电池42、43各自所蓄积的电力。
另外,如上所述,端子T1、T2、T3各自以能够拆装的方式连接到交流发电机41和蓄电池42、43的正极端子,因此能够将供电控制装置46从电源***31卸下。在卸下供电控制装置46之后,连接交流发电机41和蓄电池43各自的正极端子,使交流发电机41始终与发动机连动而发电,从而能够容易将电源***31变更为不产生再生电力的现有的车辆的电源***。另外,通过在不产生再生电力的现有的电源***中安装供电控制装置46,从而能够容易将现有的电源***变更为电源***31。
(变形例)
图12是示出变形例的电源***的结构的框图。该电源***33适当地搭载在车辆上,与电源***31同样,具有交流发电机41、蓄电池43、负载44以及起动器45。变形例中的电源***33进一步代替电源***31中的供电控制装置46而具有供电控制装置60。
变形例中的电源***33与电源***31相比较,不同点在于,供电控制装置60除了开关51、52、DCDC转换器53以及控制部54以外还具有蓄电池42,蓄电池42的负极端子经由端子T2而接地。
在变形例的电源***33中,交流发电机41、蓄电池42、43、负载44、起动器45、开关51、52、DCDC转换器53以及控制部54各自与电源***31中的对应的构成部同样连接,与电源***31中的对应的构成部同样作用。另外,端子T1、T3各自以能够拆装的方式与交流发电机41和蓄电池43连接。
因此,供电控制装置60与供电控制装置46同样作用,起到与供电控制装置46同样的效果。
另外,在从电源***33卸下供电控制装置60时,与从电源***31卸下供电控制装置46的情况不同,还能够同时卸下蓄电池42。
另外,在实施例3和变形例中,控制部54的判定交流发电机41是否产生再生电力的结构,不限定为根据从外部获取的车速信息所示的车辆的速度判定的结构。例如,在交流发电机41与发动机连动而发电的情况、交流发电机41产生再生电力的情况下,在交流发电机41的输出电压不同时,控制部54也可以根据端子T1的电压判定交流发电机41是否产生再生电力。
另外,控制部54获取充电信息的结构不限定于从外部获取的结构,控制部54也可以例如对蓄电池42、43各自的开放电压进行检测,根据检测到的开放电压获取充电信息。而且,控制部54也可以分别获取表示蓄电池42的SOC的一个充电信息和表示蓄电池43的SOC的另一个充电信息。
实施例4
图13是示出本发明的充电控制方法、充电控制装置以及辆用电源装置的实施例4的概略结构的框图。
在该充电控制装置和车辆用电源装置中,从运转控制***施加表示车辆的制动器的工作状况的制动器信息以及车速信息的再生控制部76,在车辆的制动时进行发电机(车载发电机、发电机)1的再生控制。交流发电机61对在车辆的制动时发电的电力进行整流而输出为直流电力。
交流发电机61输出的电力被施加到DC/DC转换器(电压转换单元)66,并且经由半导体继电器64而被充电到蓄电池或双电层电容器等的第2蓄电装置65。控制部67a根据内置的电压传感器(未图示)检测到的输入电压以DC/DC转换器66的输出电压成为适当的方式进行降压或升压控制。在没有必要进行降压控制和升压控制时,控制部67a接通与DC/DC转换器66并联连接的旁路继电器68。
来自DC/DC转换器66或旁路继电器68的电力,对铅蓄电池72进行充电,并且施加到车载的电气负载组73和起动器74。从铅蓄电池72输出的电力,施加到电气负载组73和起动器74。
电压传感器63对针对DC/DC转换器66的输入电压值V1进行检测而施加到控制部67a。另外,电压传感器63也能够构成为由DC/DC转换器66内置的电压传感器兼用。
在控制部67a中,从未图示的发动机控制***,施加第2蓄电装置65的SOC(StateOfCharge,充电状态)信息。
电流传感器69对来自DC/DC转换器66或旁路继电器68的电流值I1进行检测,电压传感器70对来自DC/DC转换器66或旁路继电器68的电压值V2进行检测,分别施加到控制部67a。
电流传感器71对铅蓄电池72的输入输出电流值I2进行检测并施加到控制部67a。控制部67a除了车辆的制动时以外还能够通过预定的条件而接通交流发电机61,被接通的交流发电机61通过再生控制部76而根据再生控制在车辆的制动结束时断开。
电压传感器63、半导体继电器64、DC/DC转换器66、控制部67a、旁路继电器68、电流传感器69、电压传感器70以及电流传感器71构成充电控制装置75a。
以下,对于这种结构的充电控制装置和车辆用电源装置的动作,参照示出该动作的图14的流程图而进行说明。
控制部67a首先读入电压传感器63检测到的针对DC/DC转换器66的输入电压值V1(S31),接着,读入电流传感器69检测到的来自DC/DC转换器66或旁路继电器68的输出电流值I1以及电流传感器71检测到的铅蓄电池72的输入输出电流值I2(S32)。另外,关于铅蓄电池72的输入输出电流值I2,认为与输入输出无关而包含在铅蓄电池72、电气负载组73以及起动器74所需的电流值I3中,从而使其成为正值。
控制部67a接着读入电压传感器70检测到的来自DC/DC转换器66或旁路继电器68的输出电压值V2(S33),使充电控制装置75a的输入电力=输出电力而通过下式算出交流发电机61的输出必要电流值I4(S34)。
I4=V2×(I1+I2)/V1
控制部67a接着判定预先施加的交流发电机61的最大输出电流值Imax是否比所算出的交流发电机61的输出必要电流值I4大(S9),在判定为大时,在接通半导体继电器64(已经接通时为保持)之后(S36),读入针对DC/DC转换器66的输入电压值V1(S31)。在最大输出电流值Imax比输出必要电流值I4大时,充裕地对第2蓄电装置65进行充电,使半导体继电器64接通。
如果交流发电机61的最大输出电流值Imax比输出必要电流值I4大(S35),则控制部67a判定交流发电机61是否接通(S37),如果接通,则使半导体继电器64断开(S38)。如果最大输出电流值Imax比输出必要电流值I4大,则不够对第2蓄电装置65进行充电,使半导体继电器64断开。另外,此时,也可以对半导体继电器64进行PWM控制,抑制针对第2蓄电装置65的充电电流。
如果交流发电机61没有接通(S37),则控制部67a在接通交流发电机61之后(S41),使半导体继电器64断开(S38)。
控制部67a在使半导体继电器64断开之后(S38),从发动机控制***接收第2蓄电装置65的SOC信息(S39),判定所接收的SOC的值是否比预定值小(S40)。
如果SOC的值比预定值小(S40),则控制部67a使半导体继电器64接通(S36)。如果SOC的值不比预定值小(S40),则直接读入针对DC/DC转换器66的输入电压值V1(S31)。由此,防止第2蓄电装置65成为过放电状态、或放置在过放电状态下。
实施例5
图15是示出本发明的充电控制装置和车辆用电源装置的实施例5的概略结构的框图。
该充电控制装置和车辆用电源装置不存在图13所示的电流传感器69、71,而是由电压传感器62对第2蓄电装置65的输出电压值V3进行检测并施加到控制部67b。在控制部67b中不施加有SOC信息,从未图示的运转控制***施加表示电气负载组73的使用状态的信息。
电压传感器62、63、半导体继电器64、DC/DC转换器66、控制部67b、旁路继电器68以及电压传感器70构成充电控制装置75b。除此以外的结构与在实施例4中说明的结构(图13)相同,因此省略说明。
以下,关于这种结构的充电控制装置和车辆用电源装置的动作,参照表示该动作的图16的流程图进行说明。
控制部67b首先读入电压传感器63检测到的针对DC/DC转换器66的输入电压值V1(S51),接着,从运转控制***接收表示电气负载组73的使用状态的信息(S52)。
控制部67b接着根据预先施加的电气负载组73的每个负载的消耗电力、表示所接收的电气负载组73的使用状态的信息(S52),算出铅蓄电池72、电气负载组73以及起动器74所需的电流值I3(S53)。另外,此时,在算出电气负载组73和起动器74所需的电流值之后,加算用于对铅蓄电池72进行充电的电流值。
控制部67b接着读入电压传感器70检测到的来自DC/DC转换器66或旁路继电器68的输出电压值V2(S54),使充电控制装置75b的输入电力=输出电力而通过下式算出交流发电机61的输出必要电流值I4(S55)。
I4=V2×I3/V1
控制部67b接着判定预先施加的交流发电机61的最大输出电流值Imax是否比所算出的交流发电机61的输出必要电流值I4大(S56),在判定为大时,使半导体继电器64接通(已经接通时保持)(S57),之后读入针对DC/DC转换器66的输入电压值V1(S51)。在最大输出电流值Imax比输出必要电流值I4大时,充裕地对第2蓄电装置65进行充电,使半导体继电器64接通。
如果交流发电机61的最大输出电流值Imax不比输出必要电流值I4大(S56),则控制部67b判定交流发电机61是否接通(S58),如果是接通,则使半导体继电器64断开(S59)。如果最大输出电流值Imax不比输出必要电流值I4大,则不够对第2蓄电装置65进行充电,使半导体继电器64断开。另外,此时,也可以对半导体继电器64进行PWM控制,抑制针对第2蓄电装置65的充电电流。
如果交流发电机61不被接通(S58),则控制部67b使交流发电机61接通(S62),之后使半导体继电器64断开(S59)。
控制部67b在使半导体继电器64断开之后(S59),读入电压传感器62检测到的第2蓄电装置65的输出电压值V3(S60),判定所读入的输出电压值V3是否比预定电压值VS低(S61)。另外,如果不是使半导体继电器64断开的(S59)状态、或进行PWM控制的状态(的断开期间),则电压传感器62无法对第2蓄电装置65的输出电压值V3进行检测。
如果输出电压值V3比预定电压值VS低(S61),则控制部67b使半导体继电器64接通(S57)。如果输出电压值V3不比预定电压值VS低(S61),则直接读入针对DC/DC转换器66的输入电压值V1(S51)。第2蓄电装置65的输出电压值V3与SOC存在某程度相关关系,因此由此防止第2蓄电装置65成为过放电状态、或被放置在过放电状态下。
应认为所公开的实施例1~5和变形例在所有的点上为例示的而不是限制的。本发明的范围通过权利要求的范围所示而不是通过上述的说明所示,意图包含与权利要求的范围均等的意思和范围内的所有的变更。
工业上的可利用性
本发明能够在搭载于HEV(HybridElectricVehicle,混合动力电动汽车)或EV(ElectricVehicle,电动车)等的车辆的电源装置中利用。
标号说明
1、3控制装置
10开关
11DCDC转换器
12电流检测部
14控制部
21电线
22发电机
23蓄电池
30电压检测部
41交流发电机(发电机)
42蓄电池(第1蓄电池)
43蓄电池(第2蓄电池)
44负载
46、60供电控制装置
51开关(第1开关)
52开关(第2开关)
53DCDC转换器(变压电路)
54控制部(获取单元、控制单元、判定单元、驱动单元)
61交流发电机(车载发电机)
62、63、70电压传感器
64半导体继电器(开关)
65第2蓄电装置
66DC/DC转换器(电压转换单元)
67a、67b控制部
69、71电流传感器
72铅蓄电池
73电气负载组
74起动器
75a、75b充电控制装置
76再生控制部

Claims (20)

1.一种控制装置,对从发电机向蓄电池的充电进行控制,该控制装置的特征在于,具有:
所述发电机对所述蓄电池进行充电的第1充电路径和第2充电路径;
开关,设置在所述第1充电路径上;
升压电路,设置在所述第2充电路径上,对所述发电机产生的电压进行升压,将所升压的电压施加到所述蓄电池;
电流检测部,检测对所述蓄电池的充电电流;以及
控制部,以如下方式控制所述开关和升压电路,即,当在经由所述第1充电路径对所述蓄电池进行充电的状态下所述电流检测部检测到的充电电流值小于预定值时,将对所述蓄电池的充电切换为经由所述第2充电路径的充电。
2.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于,
所述发电机产生的电流的值被限制为所述预定值以下。
3.一种控制装置,对从发电机向蓄电池的充电进行控制,该控制装置的特征在于,具有:
所述发电机对所述蓄电池进行充电的第1充电路径和第2充电路径;
开关,设置在所述第1充电路径上;
升压电路,设置在所述第2充电路径上,对所述发电机产生的电压进行升压,将所升压的电压施加到所述蓄电池;
电压检测部,检测与所述第1充电路径和第2充电路径连接的电线的两端各自的电压;以及
控制部,以如下方式控制所述开关和升压电路,即,在经由所述第1充电路径对所述蓄电池进行充电的状态下,在根据所述电压检测部检测到的电压值算出的算出值小于预定值时,将对所述蓄电池的充电切换为经由所述第2充电路径的充电。
4.根据权利要求3所述的控制装置,其特征在于,
对所述发电机产生的电流的值设置有上限值,
所述预定值为在所述上限值的电流流过所述电线时根据所述电压检测部检测到的电压值算出的算出值。
5.一种供电控制装置,对从发电机向第1蓄电池和第2蓄电池以及负载的供电、以及从所述第1蓄电池向所述负载的供电进行控制,该供电控制装置的特征在于,具有:
第1开关,设置在从所述发电机向所述第1蓄电池的供电路径上;
第2开关,设置在从所述发电机向所述第2蓄电池和负载的供电路径上;
变压电路,设置在所述第1蓄电池和第1开关间的连接节点与所述负载之间,对所述发电机或第1蓄电池的输出电压进行变压,将所变压的电压施加到所述负载;
获取单元,获取表示所述第1蓄电池和第2蓄电池各自的剩余容量的第1剩余容量信息和第2剩余容量信息;以及
控制单元,根据所述获取单元获取的第1剩余容量信息和第2剩余容量信息各自所示的剩余容量,对所述第1开关和第2开关各自的接通/断开以及所述变压电路的工作/停止进行控制。
6.根据权利要求5所述的供电控制装置,其特征在于,
该供电控制装置具有判定单元,该判定单元对所述发电机是否产生再生电力进行判定,
所述控制单元构成为,根据所述判定单元的判定结果以及所述获取单元获取的第1剩余容量信息和第2剩余容量信息各自所示的剩余容量,对所述第1开关和第2开关各自的接通/断开以及所述变压电路的工作/停止进行控制。
7.根据权利要求6所述的供电控制装置,其特征在于,
所述控制单元构成为,在所述判定单元判定为产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量小于第2预定值时,使所述第1开关和第2开关都接通,使所述变压电路停止。
8.根据权利要求6或7所述的供电控制装置,其特征在于,
所述控制单元构成为,在所述判定单元判定为产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量为第2预定值以上时,使所述第1开关接通,使所述第2开关断开,使所述变压电路工作。
9.根据权利要求6至8中的任意一项所述的供电控制装置,其特征在于,
所述控制单元构成为,在所述判定单元判定为产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量为第1预定值以上且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量小于第2预定值时,使所述第1开关断开,使所述第2开关接通,使所述变压电路停止。
10.根据权利要求6至9中的任意一项所述的供电控制装置,其特征在于,
所述控制单元构成为,在所述判定单元判定为产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量为第1预定值以上且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量为第2预定值以上时,使所述第1开关和第2开关都断开,使所述变压电路工作。
11.根据权利要求6至10中的任意一项所述的供电控制装置,其特征在于,
所述供电控制装置具有驱动单元,在所述判定单元判定为不产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量小于第2预定值时,所述驱动单元对所述发电机进行驱动,
所述控制单元构成为,在所述判定单元判定为不产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量小于第2预定值时,使所述第1开关和第2开关都接通,使所述变压电路停止。
12.根据权利要求6至11中的任意一项所述的供电控制装置,其特征在于,
所述控制单元构成为,在所述判定单元判定为不产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量小于第1预定值且所述获取单元获取的第2剩余容量信息所示的剩余容量为第2预定值以上时,使所述第1开关和第2开关都断开,使所述变压电路停止。
13.根据权利要求6至12中的任意一项所述的供电控制装置,其特征在于,
所述控制单元构成为,在所述判定单元判定为不产生再生电力的情况下,在所述获取单元获取的第1剩余容量信息所示的剩余容量为第1预定值以上时,使所述第1开关和第2开关都断开,使所述变压电路工作。
14.一种充电控制装置的充电控制方法,该充电控制装置具有:电压转换单元,根据需要对车辆制动时发电的车载发电机发电并输出的电压进行转换,将所转换的电压施加到电气负载组,并且对蓄电装置进行充电;检测对该电压转换单元的输入电压值V1的单元;电压检测单元和电流检测单元,对所述电压转换单元的输出电压值V2和输出电流值I1进行检测;以及对所述蓄电装置的输入输出电流值I2进行检测的单元,该充电控制装置控制对第2蓄电装置的充电,该第2蓄电装置由所述车载发电机发电并输出的电压充电,所述充电控制装置的充电控制方法的特征在于,
准备接通/断开对所述第2蓄电装置的充电的开关,根据所述I1和I2算出所述蓄电装置和电气负载组所需的电流值I3,根据所述V2、V1以及I3算出所述车载发电机应输出的电流值I4,判定所算出的I4是否比预先给出的所述车载发电机的最大输出电流值大,在判定为比最大输出电流值大时,使所述开关断开或进行PWM控制。
15.一种充电控制装置,具有:电压转换单元,根据需要对车辆制动时发电的车载发电机发电并输出的电压进行转换,将所转换的电压施加到电气负载组,并且对蓄电装置进行充电;检测对该电压转换单元的输入电压值V1的单元;电压检测单元和电流检测单元,对所述电压转换单元的输出电压值V2和输出电流值I1进行检测;以及对所述蓄电装置的输入输出电流值I2进行检测的单元,所述充电控制装置控制对第2蓄电装置的充电,该第2蓄电装置由所述车载发电机发电并输出的电压充电,所述充电控制装置的特征在于,
所述充电控制装置具有:开关,接通/断开对所述第2蓄电装置的充电;根据所述I1和I2算出所述蓄电装置和电气负载组所需的电流值I3的单元;根据所述V2、V1以及I3算出所述车载发电机应输出的电流值I4的单元;以及判定单元,判定该单元所算出的I4是否比预先给出的所述车载发电机的最大输出电流值大,
所述充电控制装置构成为,在该判定单元判定为大时,使所述开关断开或进行PWM控制。
16.一种充电控制装置,具有:电压转换单元,根据需要对车辆制动时发电的车载发电机发电并输出的电压进行转换,将所转换的电压施加到电气负载组,并且对蓄电装置进行充电;检测对该电压转换单元的输入电压值V1的单元;以及对所述电压转换单元的输出电压值V2进行检测的单元,所述充电控制装置控制对第2蓄电装置的充电,该第2蓄电装置由所述车载发电机发电并输出的电压充电,所述充电控制装置的特征在于,
所述充电控制装置具有:开关,接通/断开对所述第2蓄电装置的充电;从外部接收所述电气负载组的使用状态的单元;根据该单元接收到的使用状态以及预先给出的所述电气负载组的每个负载的消耗电力,算出所述蓄电装置和电气负载组所需的电流值I3的单元;根据所述V2、V1以及I3,算出所述车载发电机应输出的电流值I4的单元;以及判定单元,判定该单元算出的I4是否比预先给出的所述车载发电机的最大输出电流值大,
所述充电控制装置构成为,在该判定单元判定为大时,使所述开关断开或进行PWM控制。
17.根据权利要求15或16所述的充电控制装置,其中,
所述充电控制装置还具有在所述判定单元判定为大时判定所述车载发电机是否正在发电的单元,在该单元判定为未在发电时,所述充电控制装置使所述车载发电机发电。
18.根据权利要求15至17中的任意一项所述的充电控制装置,其中,
所述充电控制装置还具有对所述第2蓄电装置的输出电压值V3进行检测的单元以及判定该单元检测到的V3是否比预定电压值低的单元,在该单元判定为低时,所述充电控制装置使所述开关接通。
19.根据权利要求15至17中的任意一项所述的充电控制装置,其中,
所述充电控制装置还具有从外部接收所述第2蓄电装置的剩余容量的单元以及判定该单元接收到的剩余容量是否比预定容量低的单元,在该单元判定为低时,所述充电控制装置使所述开关接通。
20.一种车辆用电源装置,其特征在于,具有:
车辆制动时发电的车载发电机;
蓄电装置;
第2蓄电装置;以及
权利要求15至19中的任意一项所述的充电控制装置。
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