JP2007270810A - Energy regenerative apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のエンジンの駆動エネルギを電気エネルギとして回生するエネルギ回生装置に関する。 The present invention relates to an energy regeneration device that regenerates drive energy of a vehicle engine as electric energy.
車両には、二次電池と発電機とが搭載されている。二次電池は、電装品などの各種補機に電力を供給する。発電機は、二次電池の充電状態の割合が所定割合よりも低下したときにエンジンの駆動軸に対して接続されて発電し、二次電池を充電する。 The vehicle is equipped with a secondary battery and a generator. The secondary battery supplies power to various auxiliary machines such as electrical equipment. The generator is connected to the drive shaft of the engine to generate power when the ratio of the charged state of the secondary battery is lower than a predetermined ratio, and charges the secondary battery.
ところで、発電機が発電する発電状態では、発電機がエンジンの駆動軸に対して接続されるため、エンジンの駆動に対して負荷となり、制動力が発生する。このため、エンジンに対する負荷をできるだけ軽減したい加速又は定速走行状態であるときに、発電機が発電することは好ましくない。 By the way, in the power generation state in which the power generator generates power, the power generator is connected to the drive shaft of the engine, so that it becomes a load for driving the engine and a braking force is generated. For this reason, it is not preferable for the generator to generate power when the vehicle is in an acceleration or constant speed running state where it is desired to reduce the load on the engine as much as possible.
しかし、上記従来の構成では、二次電池の充電状態が所定割合以下のときには発電機が発電してしまうため、車両が加速又は定速走行状態であるときに発電機が作動し、エンジンの駆動に対して負荷を与えてしまうことがあった。 However, in the above-described conventional configuration, the generator generates power when the state of charge of the secondary battery is less than a predetermined ratio. Therefore, the generator operates when the vehicle is in an acceleration or constant speed running state, and the engine is driven. The load might be given to.
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであって、車両が加速又は定速走行状態であるときに、エンジンに対する負荷を軽減して車両走行性や燃費を向上させることが可能なエネルギ回生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an energy that can reduce the load on the engine and improve vehicle running performance and fuel consumption when the vehicle is in an accelerated or constant speed running state. An object is to provide a regenerative device.
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るエネルギ回生装置は、発電機と、第１及び第２の二次電池と、発電制御手段と、電力供給線と、電力供給制御手段と、車両走行状態判定手段と、を備える。 To achieve the above object, an energy regeneration device according to a first aspect of the present invention includes a generator, first and second secondary batteries, power generation control means, a power supply line, and power supply control. Means and vehicle running state determination means.
発電機は、車両のエンジンのクランク軸に対して連結され、クランク軸に対して接続された状態で発電する。第１及び第２の二次電池は、車両の電気的な負荷と発電機とに並列に接続される。発電制御手段は、第１の二次電池の充電状態の割合が低下したときに、発電機にて発電させる。電力供給線は、第１の二次電池と第２の二次電池とを接続する。電力供給制御手段は、電力供給線を介した電力供給状態を、第２の二次電池から第１の二次電池へ電力を供給する第１の状態と、電力供給を停止又は第１の二次電池から第２の二次電池へ電力を供給する第２の状態とに少なくとも設定する。車両走行状態判定手段は、車両の走行状態が加速又は定速走行状態であると車両走行状態判定手段が判定したとき、電力供給線を介した電力供給状態を第１の状態に設定する。 The generator is coupled to the crankshaft of the vehicle engine and generates power while being connected to the crankshaft. The first and second secondary batteries are connected in parallel to the electric load of the vehicle and the generator. The power generation control means causes the power generator to generate power when the ratio of the charged state of the first secondary battery decreases. The power supply line connects the first secondary battery and the second secondary battery. The power supply control means includes a power supply state via the power supply line, a first state in which power is supplied from the second secondary battery to the first secondary battery, and the power supply is stopped or the first second At least a second state in which power is supplied from the secondary battery to the second secondary battery is set. The vehicle travel state determination means sets the power supply state via the power supply line to the first state when the vehicle travel state determination means determines that the vehicle travel state is the acceleration or constant speed travel state.
上記構成では、車両の走行状態が加速又は定速走行状態のときは、第１の二次電池と第２の二次電池とを接続する電力供給線の状態が第１の状態に設定され、第２の二次電池から第１の二次電池へ電力が供給される。これにより第１の二次電池の充電状態の割合が高くなる。従って、車両の走行状態が加速又は定速走行状態であるときには、発電状態となる頻度が低くなるため、車両の走行状態が加速又は定速走行状態であるときにエンジンのクランク軸に対する負荷が軽減し、車両走行性や燃費を向上させることができる。 In the above configuration, when the running state of the vehicle is the acceleration or constant speed running state, the state of the power supply line connecting the first secondary battery and the second secondary battery is set to the first state, Electric power is supplied from the second secondary battery to the first secondary battery. Thereby, the ratio of the charge state of the 1st secondary battery becomes high. Therefore, when the vehicle running state is the acceleration or constant speed running state, the frequency of the power generation state is reduced, so that the load on the engine crankshaft is reduced when the vehicle running state is the acceleration or constant speed running state. In addition, vehicle running performance and fuel consumption can be improved.
また、本発明の第２の態様に係るエネルギ回生装置は、上記第１の態様に係る態様であって、第２電池充電状態判定手段と、発電状態判定手段と、を備える。 Moreover, the energy regeneration device according to the second aspect of the present invention is an aspect according to the first aspect, and includes a second battery charge state determination unit and a power generation state determination unit.
第２電池充電状態判定手段は、第２の二次電池の充電状態の割合が所定割合以上であるか否かを判定する。発電状態判定手段は、発電機が発電しているか否かを判定する。 The second battery charge state determination means determines whether or not the ratio of the charge state of the second secondary battery is equal to or greater than a predetermined ratio. The power generation state determination means determines whether or not the generator is generating power.
発電状態判定手段は、車両の走行状態が加速又は定速走行状態であると車両走行状態判定手段が判定し、第２の二次電池の充電状態の割合が所定割合以上であると第２電池充電状態判定手段が判定し、且つ前記発電機が発電していると発電状態判定手段が判定したとき、電力供給線を介した電力供給状態を第１の状態に設定する。 The power generation state determining means determines that the vehicle traveling state determining means determines that the traveling state of the vehicle is an acceleration or constant speed traveling state, and the second battery if the charge state ratio of the second secondary battery is equal to or greater than a predetermined ratio. When the charging state determination unit determines and the power generation state determination unit determines that the generator is generating power, the power supply state via the power supply line is set to the first state.
上記構成では、第２の二次電池の充電状態の割合が所定割合未満であると判定された場合には、第２の二次電池から第１の二次電池へ電力が供給されない。従って、第２の二次電池の充電状態の割合が、所定割合よりも低下することが抑えられ、第２の二次電池に接続された電気的な負荷への電力供給を十分に確保しつつ、車両の走行状態が加速又は定速走行状態のときに発電機が作動する頻度を低く抑えることができる。 In the above configuration, when it is determined that the charging state ratio of the second secondary battery is less than the predetermined ratio, power is not supplied from the second secondary battery to the first secondary battery. Therefore, the ratio of the charged state of the second secondary battery is suppressed from being lower than the predetermined ratio, and sufficient power supply to the electrical load connected to the second secondary battery is ensured. The frequency at which the generator operates can be kept low when the running state of the vehicle is the acceleration or constant speed running state.
また、上記構成では、発電機が発電していないと判定された場合には、第２の二次電池から第１の二次電池へ電力が供給されない。すなわち、発電機が発電しているときにのみ第２の二次電池から第１の二次電池へ電力が供給されるため、発電機が作動する頻度を効率よく低く抑えることができる。 Moreover, in the said structure, when it determines with the generator not generating electric power, electric power is not supplied to a 1st secondary battery from a 2nd secondary battery. That is, since power is supplied from the second secondary battery to the first secondary battery only when the generator is generating power, the frequency at which the generator operates can be efficiently kept low.
また、発電機が発電していない状態、即ち第１の二次電池の充電状態の割合が低下していない状態では、第２の二次電池から第１の二次電池へ電力が供給されないため、第１の二次電池へ必要以上の電力が供給されることがない。 In addition, in a state where the generator is not generating power, that is, in a state where the ratio of the charged state of the first secondary battery is not reduced, power is not supplied from the second secondary battery to the first secondary battery. No more power than necessary is supplied to the first secondary battery.
また、本発明の第３の態様に係るエネルギ回生装置は、上記第２の態様に係る態様であって、発電状態判定手段は、第１の二次電池の充電状態の割合が所定割合以下であると判定したとき、発電機が発電していると判定する。 Moreover, the energy regeneration device according to the third aspect of the present invention is the aspect according to the second aspect, wherein the power generation state determining means is configured such that the charge state ratio of the first secondary battery is equal to or less than a predetermined ratio. When it is determined that there is, it is determined that the generator is generating power.
上記構成では、第１の二次電池の充電状態の割合が所定割合以下であると判定したときには、第２の二次電池から第１の二次電池へ電力が供給される。従って、第１の二次電池の充電状態の割合を検出することによって、発電機に発電を行わせる制御と、第２の二次電池から第１の二次電池へ電力を供給する制御とを実行することができる。 In the above configuration, when it is determined that the ratio of the charged state of the first secondary battery is equal to or less than the predetermined ratio, power is supplied from the second secondary battery to the first secondary battery. Therefore, by detecting the ratio of the charge state of the first secondary battery, the control for causing the generator to generate power and the control for supplying power from the second secondary battery to the first secondary battery are performed. Can be executed.
なお上記第３の態様に係るエネルギ回生装置は、第１の二次電池の出力電圧の値を検出する手段を備えてもよく、発電状態判定手段は、第１の二次電池の出力電圧の値が所定値以下となったときに第１の二次電池の充電状態の割合が所定割合以下であると判定してもよい。 The energy regeneration device according to the third aspect may include means for detecting the value of the output voltage of the first secondary battery, and the power generation state determination means may be configured to output the output voltage of the first secondary battery. You may determine with the ratio of the charge condition of a 1st secondary battery being below a predetermined ratio when a value becomes below a predetermined value.
また、本発明の第４の態様に係るエネルギ回生装置は、上記第１〜第３の態様の何れかの態様であって、第２の発電機を備える。 An energy regeneration device according to a fourth aspect of the present invention is any one of the first to third aspects, and includes a second generator.
第２の発電機は、車両の走行に伴って回転する回転軸に対して断接状態に連結され、回転軸に対して接続された状態で発電すると共に回転軸に対して負荷を与えて車両を減速制動し、且つ発電した電力を第２の二次電池に充電する。 The second generator is connected in a disconnected state to a rotating shaft that rotates as the vehicle travels, generates electric power while being connected to the rotating shaft, and applies a load to the rotating shaft. Is decelerated and the generated secondary battery is charged into the second secondary battery.
上記構成では、第２の発電機が発電し、第２の二次電池に充電された電力を、第２の二次電池から第１の二次電池へ供給することができる。 In the above configuration, the electric power generated by the second generator and charged in the second secondary battery can be supplied from the second secondary battery to the first secondary battery.
本発明によれば、車両が加速又は定速走行状態であるときに、エンジンに対する負荷を軽減して車両走行性や燃費を向上させることができる。 According to the present invention, when the vehicle is accelerating or traveling at a constant speed, it is possible to reduce the load on the engine and improve the vehicle running performance and fuel consumption.
以下、本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図１は本実施形態に係る車両のエネルギ回生装置の概略構成を示す模式図、図２は本実施形態のエネルギ回生装置の車両の走行状態が加速又は定速走行状態のときの動作を示すフローチャート、図３は本実施形態のエネルギ回生装置の第二バッテリの充放電の状態を示すタイミングチャートである。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle energy regeneration device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of the energy regeneration device according to the present embodiment when the traveling state of the vehicle is an acceleration or constant speed traveling state. FIG. 3 is a timing chart showing a charge / discharge state of the second battery of the energy regeneration device of the present embodiment.
図１に示すように、本実施形態に係る車両のエネルギ回生装置は、エンジン１と変速機２とクランクシャフト（クランク軸）３とプロペラシャフト（回転軸）５と第一ＡＣＧ（発電機）１０と第一バッテリ（第１の二次電池）２０と補機（電気的な負荷）２３とＤＣ／ＤＣコンバータ２１と第二バッテリ（第２の二次電池）２２と第二ＡＣＧ４０（第２の発電機）とＣＰＵ３０と電流・電圧計３１，３２とニュートラルＳＷ３３とクラッチＳＷ３４とアクセルＳＷ３５等を備えている。
As shown in FIG. 1, an energy regeneration device for a vehicle according to this embodiment includes an
ＣＰＵ３０は、後述する各種計測器からの検出信号をそれぞれ所定時間毎に取得し、後述する所定のタイミングで、第一ＡＣＧ１０、第二ＡＣＧ４０及びＤＣ／ＤＣコンバータ２１に対して制御信号を出力する。
The
エンジン１のクランクシャフト３には、車両で使用される電力を発電するための第一ＡＣＧ１０が連結されている。第一ＡＣＧ１０は、第一ＡＣＧ１０に設けられたプーリ１４とエンジン１のクランクシャフト３に設けられたプーリ４とをベルト６で繋いだベルト駆動式のものである。
A first ACG 10 for generating electric power used in the vehicle is connected to the
なお、第一ＡＣＧ１０はベルト駆動式のものには限定されない。例えば第一ＡＣＧ１０に設けられるギアとプロペラシャフト５に設けられるギアとをチェーンで繋ぐチェーン駆動式のものであっても良く、第一ＡＣＧ１０に設けられるギアとプロペラシャフト５に設けられるギアとを繋いだギア駆動式のものであっても良い。
The first ACG 10 is not limited to a belt drive type. For example, a chain drive type in which a gear provided in the first ACG 10 and a gear provided in the
第一ＡＣＧ１０は、発電のＯＮ・ＯＦＦの切り替えを制御し、交流電流を直流電流に変換すると共に、変換された直流電流の電圧を制御するためのレギュレータ（発電制御手段）１１を有する交流発電機である。第一ＡＣＧ１０には第一バッテリ２０が接続されており、第一ＡＣＧ１０で発電した電力は、レギュレータ１１及び電力供給線を介して第一バッテリ２０に充電される。
The
第一バッテリ２０は、エアコンや電動パワーステアリング等の補機２３に接続されており、第一バッテリ２０に充電された電力が補機２３に供給される。
The
エンジン１のプロペラシャフト５には、電磁クラッチ４２を介して第二ＡＣＧ４０が連結されている。本実施形態の第二ＡＣＧ４０は、電磁クラッチ４２に設けられたプーリ４４とプロペラシャフト５に設けられたプーリ７とをベルト８で繋いだベルト駆動式のものである。
A second ACG 40 is connected to the
なお、第二ＡＣＧ４０は、第一ＡＣＧ１０と同様に、ベルト駆動式のものには限定されない。
Note that the second ACG 40 is not limited to a belt-driven type, like the
第二ＡＣＧ４０は、交流電流を直流電流に変換すると共に、変換された直流電流の電圧を制御するためのレギュレータ４１を有する交流発電機である。第二ＡＣＧ４０には第二バッテリ２２が接続されており、第二ＡＣＧ４０で発電された電力は、レギュレータ４１及び電力供給線を介して第二バッテリ２２に充電される。
The second ACG 40 is an AC generator that has a
第一ＡＣＧ１０の駆動負荷と第二ＡＣＧ４０の駆動負荷は、何れを大きく設定してもよく、また両者を同じに設定してもよい。なお、本実施形態では、第二ＡＣＧ４０の駆動負荷は、第一ＡＣＧ１０の駆動負荷よりも大きく設定されている。つまり第二ＡＣＧ４０の発電容量は、第一ＡＣＧ１０の発電容量よりも大きく設定されている。
Either the driving load of the
第二ＡＣＧ４０の電磁クラッチ４２は、プロペラシャフト５から第二ＡＣＧ４０への動力伝達のＯＮ・ＯＦＦを切り換えるためのコイル４３を有している。コイル４３はＣＰＵ３０からの発電指示信号を受信することによって通電し、プロペラシャフト５から第二ＡＣＧ４０への動力伝達をＯＦＦからＯＮへ切り換える。
The electromagnetic clutch 42 of the second ACG 40 has a
第二バッテリ２２は、第二ＡＣＧ４０と電力供給線によって接続され、第二ＡＣＧ４０によって発電された電力を充電する。また、第一バッテリ２０と第二バッテリ２２とは、それぞれ補機２３及び第一ＡＣＧ１０に並列に接続されている。
The
ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、第一バッテリ２０と第二バッテリ２２とを接続する電力供給線の間に設けられ、トランス装置及びスイッチ回路（ともに図示省略）を備える。スイッチ回路は、ＣＰＵ３０から受信する設定制御信号に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の状態を、第二バッテリ２２から第一バッテリ２０へ電力を供給する第１供給状態と、第一バッテリ２０から第二バッテリ２２へ電力を供給する第２供給状態と、電力供給を停止する電力供給停止状態という３つの状態のうちの１つの状態に選択的に設定する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、第１供給状態及び第２供給状態における供給電力の大きさ（値）を、ＣＰＵ３０から受信する設定制御信号に応じて設定する。
The DC /
電流・電圧計３１は、第一ＡＣＧ１０と第一バッテリ２０とを接続する電力供給線の間に設けられ、第一ＡＣＧ１０が出力する電流値及び電圧値を測定し、測定した値をＣＰＵ３０に出力する。
The ammeter /
電流・電圧計３２は、補機２３に電力を供給する電力供給線に設けられ、補機２３に供給される電流地及び電圧値を測定し、測定した値をＣＰＵ３０に出力する。
The ampere /
ニュートラルＳＷ３３は、変速ギア装置（図示省略）に備えられ、シフトレバー（図示省略）がニュートラル位置以外のとき（ギア位置がニュートラル位置ではないとき）にＯＮ信号をＣＰＵ３０に出力する。
The
クラッチＳＷ３４は、変速機２に接続されたクラッチ切替装置（図示省略）に備えられ、クラッチが接続された状態のときにＯＮ信号をＣＰＵ３０に出力する。
The
アクセルＳＷ３５は、アクセル装置（図示省略）に備えられ、アクセルペダル（図示省略）が踏まれている状態のときにＯＮ信号をＣＰＵ３０に出力する。
The
ＣＰＵ３０は、第一バッテリ２０の充電状態（State of Charge、以下ＳＯＣという）の割合が所定割合よりも低下したか否かを判定し、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が所定割合よりも低下したと判定したときに、第一ＡＣＧ１０に対して発電指示信号を出力する。なお、本実施形態では、第一バッテリ２０の電圧値が予め定められた所定電圧値よりも低下したときに、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が所定割合よりも低下したと判定している。
The
また、ＣＰＵ３０は、車両の走行状態が加速又は定速走行状態であるか否かを判定する。具体的には、ニュートラルＳＷ３３からＯＮ信号が入力され、クラッチＳＷ３４からＯＮ信号が入力され、且つアクセルＳＷ３５からＯＮ信号が入力されているときには、エンジン１のプロペラシャフト５から駆動車軸へ動力が伝達され、且つアクセルペダルが踏まれている加速又は定速走行状態であると判定する。ＣＰＵ３０は、車両の走行状態が加速又は定速走行状態であると判定すると、さらに、第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合以上であるか否かを判定する。そして、第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合以上であると判定すると、さらに、第一ＡＣＧ１０が発電しているか否かを判定する。本実施形態のＣＰＵ３０は、電流・電圧計３１が検出した電流値及び電圧値が０でないときに、第一ＡＣＧが発電していると判定している。そして、第一ＡＣＧ１０が発電していると判定するとＣＰＵ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のスイッチ回路に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の状態を第二バッテリ２２から第一バッテリ２０へ電力を供給する第１供給状態に設定する旨を指示するとともにその供給電力の値を指示する電力供給指示信号（設定制御信号）を出力し、第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合よりも低下したと判定したとき、又は第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合以上であるが第一ＡＣＧ１０が発電していないと判定したときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のスイッチ回路に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の状態を電力供給停止状態に設定する旨を指示する電力供給停止指示信号（設定制御信号）を出力する。
Moreover, CPU30 determines whether the driving state of a vehicle is an acceleration or a constant speed driving state. Specifically, when an ON signal is input from the
なお、本実施形態では、第一バッテリ２０と同様に、第二バッテリ２２の電圧値を検出する電圧計（図示省略）を備え、ＣＰＵ３０は、電圧値が検出した第二バッテリ２２の電圧値が所定値以上であるときに、第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合以上であると判定する。
In the present embodiment, similarly to the
また、第一バッテリ２０，第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合以上であるか否かについては、第一バッテリ２０，第二バッテリ２２の開回路電圧や、電解液比重や、電流積算値や、内部抵抗や、温度等の値に基づいて判定してもよい。
Further, whether or not the SOC ratio of the
また、ＣＰＵ３０は、車両の走行状態がエンジンブレーキ作動状態であるか否かを判定する。具体的には、ニュートラルＳＷ３３からＯＮ信号が入力され、クラッチＳＷ３４からＯＮ信号が入力され、且つアクセルＳＷ３５からＯＦＦ信号が入力されているときには、エンジン１のプロペラシャフト５から駆動車軸へ動力が伝達され、且つアクセルペダルが踏まれていないエンジンブレーキ作動状態であると判定する。ＣＰＵ３０は、車両がエンジンブレーキ作動状態であると判定すると、さらに、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下方向に変化したか否かを判定し、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が所定割合以上であると判定したときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のスイッチ回路に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の状態を第一バッテリ２０から第二バッテリ２２へ電力を供給する第２供給状態に設定する旨を指示するとともにその供給電力の値を指示する電力供給指示信号を出力し、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下方向に変化していると判定したときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のスイッチ回路に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の状態を電力供給停止状態に設定する旨を指示する電力供給停止指示信号を出力する。なお、本実施形態では、第一ＡＣＧ１０の発電量が予め定められた所定電力より超えているときに、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下方向に変化したと判定している。すなわち、本実施形態のＣＰＵ３０は、電流・電圧計３１が検出した電流値及び電圧値から第１ＡＣＧ１０の出力電力を演算し、算出した出力電力が所定値を超えているときに、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下方向に変化したと判定し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に対して電力供給指示信号を出力し、反対に、算出した出力電力が所定値以下であるときに、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が所定割合以上であると判定し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に対して電力供給停止指示信号を出力する。
Moreover, CPU30 determines whether the driving state of a vehicle is an engine brake operating state. Specifically, when an ON signal is input from the
また、ＣＰＵ３０は、車両がエンジンブレーキ作動状態であると判定したときに、第二ＡＣＧ４０に対して発電指示信号を出力する。
Further, the
次に、図２のフローチャートに沿って、本実施形態のエネルギ回生装置の、車両の走行状態が加速又は定速走行状態のときの動作（ＣＰＵ３０が実行する処理）を説明する。 Next, the operation (processing executed by the CPU 30) when the traveling state of the vehicle is in the acceleration or constant speed traveling state of the energy regeneration device of the present embodiment will be described along the flowchart of FIG.
本処理は、エンジン１の駆動と共に開始され、所定時間毎（例えば数ミリ秒毎）に順次実行される。
This process is started when the
まず、ステップＳ１〜ステップＳ４において、車両の走行状態が加速又は定速状態であるか否かを判定する。具体的には、ニュートラルＳＷ３３からＯＮ信号が入力し（ステップＳ１）、クラッチＳＷ３４からＯＮ信号が入力し（ステップＳ２）、且つアクセルＳＷ３５からＯＮ信号が入力している（ステップＳ３）か否かを判定し、全てのスイッチＳＷ３３，３４，３５からＯＮ信号が入力しているときに、車両の走行状態が加速又は定速状態であると判定して（ステップＳ４）、ステップＳ５へ移行する。なお、ステップＳ１でニュートラルＳＷ３３からＯＮ信号が入力していないと判定されたとき、ステップＳ２でクラッチＳＷ３４からＯＮ信号が入力していないと判定されたとき、又はステップＳ３でアクセルＳＷ３５からＯＮ信号が入力していないと判定されたときは、車両の走行状態が加速又は定速状態ではないため、本処理を終了する。
First, in step S1 to step S4, it is determined whether the running state of the vehicle is an acceleration or a constant speed state. Specifically, it is determined whether an ON signal is input from the neutral SW 33 (step S1), an ON signal is input from the clutch SW 34 (step S2), and an ON signal is input from the accelerator SW 35 (step S3). When the ON signal is input from all the switches SW33, 34, and 35, it is determined that the running state of the vehicle is the acceleration or constant speed state (step S4), and the process proceeds to step S5. When it is determined in step S1 that no ON signal is input from the
次に、ステップＳ５において、第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合以上であるか否かを判定する。第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合以上である場合には、第一バッテリ２０へ電力を供給する余裕があると判断できるため、第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合以上であると判定するとステップＳ６へ移行する。反対に、第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合未満である場合には、第一バッテリ２０へ電力を供給する余裕がないと判断できるため、第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合未満と判定したときには、本処理を終了する。
Next, in step S5, it is determined whether the SOC ratio of the
次に、第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合以上であると判定されたときには、ステップＳ６において、第一ＡＣＧ１０が発電しているか否かを判定する。第一ＡＣＧ１０が発電している場合には、エンジン１のクランクシャフト３に対して負荷がかけられているとともに、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下していると判断できるため、第一ＡＣＧ１０が発電していると判定したときには、ステップＳ７へ移行する。反対に、第一ＡＣＧ１０が発電していない場合には、エンジン１のクランクシャフト３に対する負荷がかけられてないとともに、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下していないと判断できるため、第一ＡＣＧ１０が発電していないと判定したときには、本処理を終了する。
Next, when it is determined that the SOC ratio of the
次に、第一ＡＣＧ１０が発電していると判定されたときには、ステップＳ７において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に対して、電力供給指示信号を出力する。これにより、第二バッテリ２２から第一バッテリ２０へ所定の電力が供給され、第一ＡＣＧ１０が発電する頻度が低くなる。
Next, when it is determined that the
なお、以下、本実施形態のエネルギ回生装置の、車両の走行状態がエンジンブレーキ作動状態のときの動作（ＣＰＵ３０が実行する処理）を説明する。 Hereinafter, an operation (a process executed by the CPU 30) of the energy regeneration device of the present embodiment when the traveling state of the vehicle is the engine brake operation state will be described.
本処理は、エンジン１の駆動と共に開始され、所定時間毎（例えば数ミリ秒毎）に順次実行される。まず、車両の状態がエンジンブレーキ作動状態であるか否かを判定する。具体的には、ニュートラルＳＷ３３からＯＮ信号が入力し、クラッチＳＷ３４からＯＮ信号が入力し、且つアクセルＳＷ３５からＯＦＦ信号が入力しているか否かを判定し、ニュートラルＳＷ３３からＯＮ信号が入力し、クラッチＳＷ３４からＯＮ信号が入力し、アクセルＳＷ３５からＯＦＦ信号が入力しているときに、エンジンブレーキ作動状態であると判定する。なお、ニュートラルＳＷ３３からＯＮ信号が入力していないと判定されたとき、クラッチＳＷ３４からＯＮ信号が入力していないと判定されたとき、アクセルＳＷ３５からＯＦＦ信号が入力していないと判定されたときは、何れもエンジンブレーキ作動状態ではないため、本処理を終了する。
This process is started when the
ＣＰＵ３０は、車両がエンジンブレーキ作動状態であると判定すると、第二ＡＣＧ４０に対して発電指示信号を出力する。
When the
また、ＣＰＵ３０は、車両がエンジンブレーキ作動状態であると判定すると、第一バッテリ２０から第二バッテリ２２へ予め設定された量の電力を供給することによって第一バッテリ２０のＳＯＣの割合を積極的に低下させて、第一ＡＣＧ１０が発電する機会を増大させる処理を実行する。
Further, when the
具体的には、電流・電圧計３１が検出した第一ＡＣＧ１０の電流値及び電圧値に基づいて、第一ＡＣＧ１０の出力電力を演算する。ここで、第一ＡＣＧ１０は、第一バッテリ２０の電圧値が予め定められた所定電圧値よりも低下したとき（具体的には第一バッテリ２０の電圧値が予め定められた所定電圧値よりも低下したとき）に発電するため、出力電力は、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合に応じて変動する値であり、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合を間接的に表す値であるといえる。次に、算出した第一ＡＣＧ１０の出力電力が所定値以下であるか否かを判定し、出力電力が所定値を超えている場合には、第１ＡＣＧ１０が十分に電力を発電している状態であるため、本処理を終了する。反対に、出力電力が所定値以下の場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に対して電力供給指示信号を出力する。これにより、第一バッテリ２０から第二バッテリ２２へ所定の電力が供給され、第一ＡＣＧ１０が発電する機会が増加する。
Specifically, the output power of the
このように、車両に対する制動力を発生させたいエンジンブレーキ作動状態において、第一ＡＣＧ１０が発電する機会が増加するため、車両の減速制動時に制動力を増大させると共に、従来使用せずに破棄していたエンジン１の駆動エネルギを電気エネルギとして効率的に回生することができる。
As described above, in the engine brake operation state where it is desired to generate the braking force for the vehicle, the opportunity for the
次に図３のタイミングチャートを用いて、本実施形態のエネルギ回生装置の第二バッテリ２２の充放電の状態を説明する。具体的には、図３に示す例は、車両が停止した状態から加速し、その後定速で走行し、定速で走行した後エンジンブレーキ作動状態となり減速して一旦停止し、その後再び加速した状態を示している。そして、このうちエンジンブレーキ作動状態と、その後の加速走行状態の第二バッテリ２２の充放電の状態を説明する。
Next, the charging / discharging state of the
また、この例は、エンジンブレーキ作動状態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１が常時第２供給状態に設定され、且つ第一バッテリ２０から第二バッテリ２２への電力供給によって第一ＡＣＧ１０が常時発電を行っている場合を示している。なお、第一バッテリ２０の充放電の状態は、第一バッテリ２０から補機２３への電力供給によって変動するため、図示していない。また、この例は、再加速時の、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が所定割合よりも僅かに低く、その後の加速走行状態において、第一ＡＣＧ１０が常時発電を行っており、第二バッテリ２２から第一バッテリへ供給される電力と、補機２３により消費される電力とのバランスが常時保たれており、且つ、第二バッテリ２２のＳＯＣの割合（図示省略）が常時所定割合以上である場合を示している。
In this example, in the engine brake operating state, the DC /
まず、車両がエンジンブレーキ作動状態になると、車速が減速する。また、このとき、第二ＡＣＧ４０が作動して発電状態となり、第二ＡＣＧ４０が発電した電力が第二バッテリ２２に充電される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１が第２供給状態に設定され、第一バッテリ２０の電力が第二バッテリ２２に供給される。すなわち、第二バッテリ２２には、第二ＡＣＧ４０が発電した電力５０に第一バッテリ２０から供給された電力５１を加算した電力が充電される。さらに、第一バッテリ２０の電力が第２バッテリ２２に供給されることにより、第一バッテリ２０の出力電圧が所定電圧以下に低下し、第一ＡＣＧ１０が作動して発電する。なお、第二ＡＣＧ４０による発電量と第一ＡＣＧ１０による発電量とは、エンジン１の回転速度に応じて変動し、通常、図示するように車速の低下（減速）に伴って減少する。
First, when the vehicle enters an engine brake operating state, the vehicle speed is reduced. At this time, the second ACG 40 is activated to be in a power generation state, and the electric power generated by the second ACG 40 is charged in the
次に、車両の再加速時には、第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合以上であるため、第一ＡＣＧ１０の発電中に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１が第１供給状態に設定され、第二バッテリ２２に充電された電力が第一バッテリ２０へ供給される。そして、この加速走行状態では、第二バッテリ２２から第一バッテリ２０へ電力が供給されることによって、第一ＡＣＧ１０の発電量が低く維持されている。
Next, when the vehicle is re-accelerated, the SOC ratio of the
このように、本実施形態では、車両の走行状態が加速又は定速走行状態であるときには、発電状態となる頻度が低くなるため、車両の走行状態が加速又は定速走行状態であるときにエンジン１のクランクシャフト３に対する負荷が軽減し、車両走行性や燃費を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, when the vehicle traveling state is the acceleration or constant speed traveling state, the frequency of the power generation state decreases, and therefore the engine is operated when the vehicle traveling state is the acceleration or constant speed traveling state. Thus, the load on the
また、第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が所定割合未満と判定された場合には、第二バッテリ２２から第一バッテリ２０へ電力が供給されない。従って、第二バッテリ２２のＳＯＣの割合が、所定割合よりも低下することが抑えられ、第二バッテリに接続された補機２３への電力供給を十分に確保しつつ、車両の走行状態が加速又は定速走行状態のときに第一ＡＣＧ１０が作動する頻度を低く抑えることができる。
Further, when it is determined that the SOC ratio of the
また、第一ＡＣＧ１０が発電していないと判定された場合には、第二バッテリ２２から第一バッテリ２０へ電力が供給されない。すなわち、第一ＡＣＧ１０が発電しているときにのみ第二バッテリ２２から第一バッテリ２０へ電力が供給されるため、第一ＡＣＧ１０が作動する頻度を効率よく低く抑えることができる。
In addition, when it is determined that the
また、第一ＡＣＧ１０が発電していない状態、即ち第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が低下していない状態では、第二バッテリ２２から第一バッテリ２０へ電力が供給されないため、第一バッテリ２０へ必要以上の電力が供給されることがない。
Further, in a state where the
また、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が所定割合以下であると判定したときには、第二バッテリ２２から第一バッテリ２０へ電力が供給される。従って、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合を検出することによって、第一ＡＣＧ１０に発電を行わせる制御と、第二バッテリ２２から第一バッテリ２０へ電力を供給する制御とを実行することができる。
Further, when it is determined that the SOC ratio of the
なお、本実施形態では、第一ＡＣＧ１０が発電していることの判定を、第一ＡＣＧ１０に接続された電流・電圧計３１が検出した電流値及び電圧値が０でないことによって判定したが、第一バッテリ２０のＳＯＣの割合が所定割合以下であると判定することによって第一ＡＣＧ１０が発電していると判定してもよい。
In the present embodiment, the determination that the
また、車両の制動制御をする第二ＡＣＧ４０が発電し、第二バッテリ２２が充電した電力を、第二バッテリ２２から第一バッテリ２０へ供給することができる。従って、本実施形態では、第二ＡＣＧ４０がエンジンブレーキ作動状態のときに制動制御により得た車両の駆動エネルギを、電気エネルギとして回生させて第二バッテリ２２に充電し、その後の加速又は定速走行状態のときに充電された電力を第二バッテリ２２に第一バッテリ２０へ供給することによって、効率よく補機２３によって使用することができる。
In addition, the second ACG 40 that performs braking control of the vehicle generates power, and the power charged by the
１：エンジン
２：変速機
３：クランクシャフト（クランク軸）
４，７，１４，４４：プーリ
５：プロペラシャフト（回転軸）
６，８：ベルト
１０：第一ＡＣＧ（発電機）
１１：レギュレータ（発電制御手段）
２０：第一バッテリ（第１の二次電池）
２１：ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２：第二バッテリ（第２の二次電池）
２３：補機（電気的な負荷）
３０：ＣＰＵ
３１，３２：電流・電圧計
３３：ニュートラルＳＷ
３４：クラッチＳＷ
３５：アクセルＳＷ
４０：第二ＡＣＧ（第２の発電機）
４１：レギュレータ
４２：電磁クラッチ
４３：コイル
1: Engine 2: Transmission 3: Crankshaft (Crankshaft)
4, 7, 14, 44: Pulley 5: Propeller shaft (rotating shaft)
6, 8: Belt 10: First ACG (generator)
11: Regulator (power generation control means)
20: First battery (first secondary battery)
21: DC / DC converter 22: second battery (second secondary battery)
23: Auxiliary equipment (electrical load)
30: CPU
31, 32: Current / Voltmeter 33: Neutral SW
34: Clutch SW
35: Accelerator SW
40: Second ACG (second generator)
41: Regulator 42: Electromagnetic clutch 43: Coil
Claims (4)
前記車両の電気的な負荷と前記発電機とに並列に接続された第１及び第２の二次電池と、
前記第１の二次電池の充電状態の割合が低下したときに、前記発電機に発電を行わせる発電制御手段と、
前記第１の二次電池と前記第２の二次電池とを接続する電力供給線と、
前記電力供給線を介した電力供給状態を、前記第２の二次電池から前記第１の二次電池へ電力を供給する第１の状態と、電力供給を停止又は前記第１の二次電池から前記第２の二次電池へ電力を供給する第２の状態とに少なくとも設定する電力供給制御手段と、
前記車両の走行状態が加速又は定速走行状態か否かを判定する車両走行状態判定手段と、を備え、
前記電力供給制御手段は、前記車両の走行状態が加速又は定速走行状態であると前記車両走行状態判定手段が判定したとき、前記電力供給線を介した電力供給状態を前記第１の状態に設定する
ことを特徴とするエネルギ回生装置。 A generator that generates power by being driven by a crankshaft of a vehicle engine;
First and second secondary batteries connected in parallel to the electric load of the vehicle and the generator;
Power generation control means for causing the power generator to generate power when the proportion of the charged state of the first secondary battery decreases;
A power supply line connecting the first secondary battery and the second secondary battery;
The power supply state via the power supply line is the first state in which power is supplied from the second secondary battery to the first secondary battery, and the power supply is stopped or the first secondary battery. Power supply control means for setting at least to a second state of supplying power to the second secondary battery from,
Vehicle traveling state determination means for determining whether the traveling state of the vehicle is an acceleration or constant speed traveling state,
The power supply control means sets the power supply state via the power supply line to the first state when the vehicle travel state determination means determines that the travel state of the vehicle is an acceleration or constant speed travel state. An energy regenerative device characterized by setting.
前記第２の二次電池の充電状態の割合が所定割合以上である否かを判定する第２電池充電状態判定手段と、
前記発電機が発電しているか否かを判定する発電状態判定手段と、を備え、
前記発電状態判定手段は、前記車両の走行状態が加速又は定速走行状態であると前記車両走行状態判定手段が判定し、前記第２の二次電池の充電状態の割合が所定割合以上であると前記第２電池充電状態判定手段が判定し、且つ前記発電機が発電していると前記発電状態判定手段が判定したとき、前記電力供給線を介した電力供給状態を前記第１の状態に設定する
ことを特徴とするエネルギ回生装置。 The energy regeneration device according to claim 1,
Second battery charge state determination means for determining whether or not the charge state ratio of the second secondary battery is equal to or greater than a predetermined ratio;
Power generation state determination means for determining whether or not the generator is generating electricity,
The power generation state determining means determines that the vehicle traveling state determining means determines that the traveling state of the vehicle is an acceleration or constant speed traveling state, and a ratio of a charged state of the second secondary battery is equal to or greater than a predetermined ratio. And when the power generation state determination unit determines that the generator is generating power, the power supply state via the power supply line is changed to the first state. An energy regenerative device characterized by setting.
前記発電状態判定手段は、前記第１の二次電池の充電状態の割合が所定割合以下である否かを判定し、該第１の二次電池の充電状態の割合が所定割合以下であると判定したとき、前記発電機が発電していると判定する
ことを特徴とするエネルギ回生装置。 The energy regeneration device according to claim 2,
The power generation state determination means determines whether or not the ratio of the charge state of the first secondary battery is equal to or less than a predetermined ratio, and the ratio of the charge state of the first secondary battery is equal to or less than a predetermined ratio. When it is determined, the energy regeneration device determines that the generator is generating power.
前記車両の走行に伴って回転する回転軸に対して断接状態に連結され、前記回転軸に対して接続された状態で発電すると共に前記回転軸に対して負荷を与えて前記車両を減速制動し、且つ発電した電力を前記第２の二次電池に充電する第２の発電機を備えた
ことを特徴とするエネルギ回生装置。 The energy regeneration device according to any one of claims 1 to 3,
The vehicle is connected in a disconnected state to a rotating shaft that rotates as the vehicle travels, generates power while being connected to the rotating shaft, and applies a load to the rotating shaft to decelerate and brake the vehicle. And the 2nd generator which charges the generated electric power to the said 2nd secondary battery was provided. The energy regeneration apparatus characterized by the above-mentioned.
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