JP2010263678A

JP2010263678A - 充電システム

Info

Publication number: JP2010263678A
Application number: JP2009111418A
Authority: JP
Inventors: Ei Ogata; 永尾形
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-18
Anticipated expiration: 2029-04-30
Also published as: JP5384997B2

Abstract

【課題】プラグイン方式によらず他の手段によりバッテリを充電することができるハイブリッド電気自動車用の充電システムを提供する。
【解決手段】車両２００に搭載された充電システム１は、前輪２０３、２０４の回転に多対応する第１の回転信号を出力する第１の回転検出手段２、３と、後輪２０７、２０８の回転に対応する第２の回転信号を出力する第２の回転検出手段４、５と、第１および第２の回転信号に基づき前輪２０３、２０４が非回転状態であり、かつ、後輪２０７、２０８が回転状態であると判断したときに充電制御信号を出力するモータ制御手段８と、モータ制御手段８から供給される充電制御信号により、電動モータ２０７、２０８に生じる回生電力をバッテリ２１１に供給するインバータ回路９、１０とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、ハイブリッド電気自動車等に備えられているバッテリの充電を行う充電システムに関するものである。

環境対応のため、近年、ハイブリッド電気自動車の開発が進展している。ハイブリッド電気自動車は、内燃機関、電動モータおよび電動モータに電力を供給するバッテリを備え、車両に備えられている前輪を内燃機関により回転し、車両に備えられている後輪を電動モータにより回転する。上記のハイブリッド電気自動車では、一般に、内燃機関に生じる動力により発電機を作動させ、発電機に生じる電力によりバッテリを充電し、充電されたバッテリの電力により電動モータを駆動する。また、この発電機による充電は、エネルギ効率を考慮し、内燃機関の作動効率（燃費）の良い回転作動時に行われる。

このように、ハイブリッド電気自動車のバッテリの充電は、一般に、内燃機関の動力により行われているか、さらなる環境対応のため、内燃機関のみならずプラグイン方式により家庭の深夜電力を用いてバッテリを充電するプラグインハイブリッド電気自動車も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−３５０１６号公報特開２００８−３０８１２４号公報特開２００８−２４７３１８号公報特開２００８−１９５３６３号公報特開２００８−１９５３１５号公報特表２００９−５０８７６３号公報

しかしながら、プラグイン方式によりバッテリを充電するためには充電設備が必要であり、電力事情の良くない地域においては、プラグイン方式ではバッテリを充電することができない。従って、プラグイン方式によらず他の手段によりバッテリを充電する充電システムが求められる。

上記の課題を解決するために、本発明の充電システムは、前輪と、後輪と、電動モータと、電動モータに電力を供給するバッテリとを有し、後輪を電動モータにより駆動する車両に備えられ、前記バッテリを充電する充電システムにおいて、前記充電システムは、前輪の回転を検出し、検出された回転に対応する第１の回転信号を出力する第１の回転検出手段と、後輪の回転を検出し、検出された回転に対応する第２の回転信号を出力する第２の回転検出手段と、前記第１の回転検出手段から供給される前記第１の回転信号から前記前輪が回転しているか否かを判断し、前記第２の回転検出手段から供給される前記第２の回転信号から前記後輪が回転しているか否かを判断し、前記前輪が非回転状態であり、かつ、前記後輪が回転状態であると判断したときに充電制御信号を出力するモータ制御手段と、前記モータ制御手段から供給される充電制御信号により、前記電動モータに生じる回生電力を前記バッテリに供給するインバータ回路とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、水力や風力により回転される後輪からの動力により車両に搭載されるバッテリの充電を行うことができる。このため、プラグイン方式によらず他の手段によりバッテリを充電することができる。

本発明の実施形態におけるハイブリッド電気自動車の充電システムを示すブロック図である。本発明の実施形態におけるハイブリッド電気自動車の充電動作を説明する図である。

次に、この発明の実施形態を図１に基づいて説明する。図１に示すように、車両としてのハイブリッド電気自動車１００は、車両本体２００と、車両本体２００の前方に配置され、変速機２０１を介して前輪２０３、２０４を駆動する内燃機関２０２と、車両本体２００の後方に配置され、減速機２０５、２０６を介して後輪２０７、２０８を駆動する電動モータとしてのスイッチトリラクタンスモータ（以下「ＳＲモータ」とする。）２０９、２１０と、ＳＲモータ２０９、２１０に電力を供給するバッテリ２１１とを備える。

本実施形態のハイブリッド電気自動車１００は、後輪２０７、２０８の回転により発電し、発電した電力によりバッテリ２１１を充電する充電システム１を備える。充電システム１は、前輪２０３、２０４の回転を検出し、検出された回転に対応する第１の回転信号を出力する第１の回転検出手段２、３と、後輪２０７、２０８の回転を検出し、検出された回転に対応する第２の回転信号を出力する第２の回転検出手段４、５と、起動手段６と、監視手段７と、モータ制御手段８と、インバータ回路９、１０とを備える。

起動手段６には、第１の回転検出手段２、３から第１の回転信号が供給されるとともに、第２の回転検出手段４、５から第２の回転信号が供給される。起動手段６は、第１および第２の回転信号に基づき、前輪２０３、２０４および後輪２０７、２０８の回転状態を監視する。そして、第１および第２の回転信号に基づき前輪２０３および２０４が回転を行っていない非回転状態であり、後輪２０７、２０８が回転を行っている回転状態であると判断される場合、起動手段６は、起動信号を出力する。

監視手段７には、予め定められた電圧閾値が記憶されている。そして、バッテリ２１１の充電電圧の電圧値と電圧閾値とを比較し、バッテリ２１１の充電電圧の電圧値が電圧閾値を超える場合には、充電禁止信号を出力する。なお、電圧閾値として、バッテリ２１１の過充電を防止する電圧値が設定されている。

モータ制御手段８に、前輪２０３、２０４が非回転状態であり、かつ、後輪２０７、２０８が回転状態であることを示す起動信号が起動手段６から供給されると、モータ制御手段８は、インバータ回路９、１０に対し充電制御信号を出力する。

そして、インバータ回路９、１０は、モータ制御手段８から供給される充電制御信号により、後輪２０７、２０８の回転によりＳＲモータ２０９、２１０生じる回生電力をバッテリ２１１に供給し、この回生電力によりバッテリ２１１は充電される。

また、監視手段７からモータ制御手段８に充電禁止信号が供給されると、モータ制御手段８は充電制御信号の出力を中止し、回生電力によるバッテリ２１１の充電は中止される。これにより、バッテリ２１１が過充電状態となるのが防止され、バテッリ２１１が保護される。

本実施形態では、電動モータとしてのＳＲモータ２０９、２１０により後輪２０７、２０８が駆動されるハイブリッド電気自動車について示されるが、これに限られないことは言うまでもない。後輪を内燃機関で駆動するとともに前輪を電動モータにより駆動し、前輪により駆動される電動モータの回生電力をバッテリに充電する構成としてもよい。

また、本実施形態では、車両としてハイブリッド電気自動車が示されているが、ハイブリッド電気自動車に限られないことは言うまでもない。すなわち、車両として内燃機関を備えていない電気自動車であっても良い。

次に、図２に基づき本実施形態のハイブリッド電気自動車１００における充電システム１の使用例について説明する。車両搭載装置Ａは、円柱形状のローラＢを備えている。また、ローラＢは、両端に複数のインペラＣを有し、装置Ａに対し回転自在に軸支されている。そして、ローラＢの一部が河川Ｒに水没される位置となるよう装置Ａは配置され、河川Ｒの水流によりローラＢは所定の方向に回転する。

車両１００は、装置Ａに対し、前輪２０３、２０４が装置Ａに形成された凹部Ａ１に配置されるとともに、後輪２０７、２０８がロータＢの上部に当接する位置と配置されるように、車両１００は、装置Ａに対し配置される。

前輪２０３、２０４は、凹部Ａ１に配置されるため非回転状態であり、後輪２０７、２０８は、河川Ｒの水流により回転するローラＢに当接される状態に配置されるため回転状態となる。そのため、起動手段６から起動信号がモータ制御手段８に出力されモータ制御手段８からの充電制御信号により充電システム１は、バッテリ２１１への充電を開始する。

そして、バッテリ２１１への充電が完了した場合には、監視手段７からの禁止信号により充電が停止される。これにより、バッテリ２１１が適切に保護される。

上記のように、本実施形態の充電システム１によれば、電力事情の良くない地域においても、例えば、車両１００が自宅の駐車場に停車中の夜間の間に、停車河川の水流による水力によりバッテリ２１１を充電することができ、プラグイン方式によらずバッテリを充電することができる。

本実施形態では、水力によりローラＢを駆動する方式について示したが、これに限定されないことは言うまでもなく、風力によりローラを駆動してもよい。

１充電システム
２第１の回転検出手段
３第１の回転検出手段
４第２の回転検出手段
５第２の回転検出手段
６起動手段
７監視手段
８モータ制御手段
９インバータ回路
１０インバータ回路
１００車両
２００車両本体
２０１変速機
２０２内燃機関
２０３前輪
２０４前輪
２０５減速機
２０６減速機
２０７前輪
２０８前輪
２０９電動モータ（ＳＲモータ）
２１０電動モータ（ＳＲモータ）
２１１バッテリ
Ａ車両搭載装置
Ｂローラ
Ｃインペラ
Ｒ河川

Claims

前輪と、後輪と、電動モータと、電動モータに電力を供給するバッテリとを有し、後輪を電動モータにより駆動する車両に備えられ、前記バッテリを充電する充電システムにおいて、
前記充電システムは、
前輪の回転を検出し、検出された回転に対応する第１の回転信号を出力する第１の回転検出手段と、
後輪の回転を検出し、検出された回転に対応する第２の回転信号を出力する第２の回転検出手段と、
前記第１の回転検出手段から供給される前記第１の回転信号から前記前輪が回転しているか否かを判断し、前記第２の回転検出手段から供給される前記第２の回転信号から前記後輪が回転しているか否かを判断し、前記前輪が非回転状態であり、かつ、前記後輪が回転状態であると判断したときに充電制御信号を出力するモータ制御手段と、
前記モータ制御手段から供給される充電制御信号により、前記電動モータに生じる回生電力を前記バッテリに供給するインバータ回路とを備えることを特徴とする充電システム。
前記充電システムは、
前記バッテリの充電電圧の電圧値が電圧閾値以上であると判断したときは、禁止信号を出力する電圧値監視手段を備え、
前記モータ制御手段は、前記電圧値監視手段から前記禁止手段が供給されたときは、充電制御信号の出力を中止することを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
前輪と、後輪と、電動モータと、電動モータに電力を供給するバッテリとを有し、前輪を電動モータにより駆動する車両に備えられ、前記バッテリを充電する充電システムにおいて、
前記充電システムは、
前輪の回転を検出し、検出された回転に対応する第１の回転信号を出力する第１の回転検出手段と、
後輪の回転を検出し、検出された回転に対応する第２の回転信号を出力する第２の回転検出手段と、
前記第１の回転検出手段から供給される前記第１の回転信号から前記前輪が回転しているか否かを判断し、前記第２の回転検出手段から供給される前記第２の回転信号から前記後輪が回転しているか否を判断し、前記前輪が回転状態であり、かつ、前記後輪が非回転状態であると判断したときに充電制御信号を出力するモータ制御手段と、
前記モータ制御手段から供給される充電制御信号により、前記電動モータに生じる回生電力を前記バッテリに供給するインバータ回路とを備えることを特徴とする充電システム。
前記充電システムは、
前記バッテリの充電電圧の電圧値が電圧閾値以上であると判断したときは、禁止信号を出力する電圧値監視手段を備え、
前記モータ制御手段は、前記電圧値監視手段から前記禁止手段が供給されたときは、充電制御信号の出力を中止することを特徴とする請求項１に記載の充電システム。