JP3465293B2 - 車両用電力制御装置 - Google Patents
車両用電力制御装置Info
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- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、減速時の車両運動エネ
ルギを利用して車両用発電機の発電電力を予備蓄電手段
に電力回生し、減速時以外には前記予備蓄電手段より電
力を取り出すことにより、減速時以外の車両用発電機の
発電量を減らして燃費向上を図る車両用電力制御装置に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】車両用発電機は、エンジンに連結せしめ
られて、その回転数が広範囲に変化するため、発電電圧
を所定の値に制御するレギュレータが設けられる。レギ
ュレータは通常車両用発電機の界磁電流をＯＮ−ＯＦＦ
して発電機を間欠的に発電せしめることにより発電電圧
の制御を行っており、発電機の負荷が大きくなると、そ
の発電電圧を一定に維持するために発電時間を長くして
いる。ところで、近年車両の電装品は急激に増大してお
り、これに伴って車両用発電機も大型化している。そし
て、大容量の車両用発電機は発電時に大きなエンジン負
担となり、車両の加速性能を損なっている。一方、車両
減速時には積極的に発電を行って、エンジンの制動を促
進するとともに、無駄に発散されるエネルギをバッテリ
に回生するのが好ましい。ところが、電装品の使用状況
は昼夜あるいは季節によって変動しており、加速のため
に強制的に発電時間を短くすると、電装品を多く使用し
ているいわゆる発電機の負荷が大きい状態ではバッテリ
の過放電やランプのちらつき現象を生じる。一方、電装
品を使用しておらず、発電機の負荷が小さい状態で、減
速時に強制的に発電時間を長くすると、バッテリの過充
電やランプ切れを生じる。そこで、車両の加速時で、か
つ発電機の負荷が小さい場合にのみ発電時間を短くし、
車両の減速時で、かつ発電機の負荷が大きい場合にのみ
発電時間を長くせしめるレギュレータの実現が望まれて
いる。特開昭５９−１０６９００号公報は、車両の加速
状態を発電機の回転数変化量によって検知するとともに
発電機の負荷状態をその界磁巻線電流を制御するスイッ
チング素子の導通率より検知して、車両の走行状態と発
電機の負荷状態に応じた発電機出力電圧の設定値を発生
せしめることにより、発電時間を適切に制御するレギュ
レータを提供しようとするものである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両減
速時であって負荷が大きい時にレギュレータの設定電圧
を上げることにより回生電力をバッテリに蓄え、また車
両加速時であって負荷が小さい時に設定電圧を下げ車両
用発電機の出力を減らすことにより発電機の負荷を減ら
し燃費向上を図る車両用発電機制御装置では、バッテリ
電圧の変動が大きくなると共に、発電機負荷の小さい状
態で減速を行い設定電圧を上げた場合、過充電による主
蓄電手段の液減りやランプ切れを生じる。一方、発電機
負荷の大きい状態で加速を行い設定電圧を下げた場合、
バッテリの過放電やレギュレータＯＮ時間の減少による
電圧変動の増大により、ランプのちらつき現象を生じ
る。また、満充電にある主蓄電手段は充電時におけるパ
ワー密度が低いため、減速時の回生電力を効率良く蓄え
ることができない。本発明は、上記の課題を解決するた
めになされたもので、予備蓄電手段を設けて減速時に回
生電力を前記予備蓄電手段に一時的に蓄え、減速時以外
では放出することにより、主蓄電手段の電圧変動が小さ
いと共に、過充電や過放電がなく、また減速時の回生電
力を効率良く蓄えることができる車両用電力制御装置を
提供することを目的とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための具体的手段として、走行用エンジンによっ
て駆動される車両用発電機及び主蓄電手段を含む車両用
電源と、予備蓄電手段と、前記車両用電源と前記予備蓄
電手段間に接続される双方向に切換え接続可能でかつ双
方向に電圧変換可能なＤＣ−ＤＣコンバータと、車両の
走行状態を検出し、減速時に前記予備蓄電手段を充電さ
せ、減速時以外にこの充電された電力を主蓄電手段より
優先して放電し車両電気負荷へ供給するように前記ＤＣ
−ＤＣコンバータを切換制御する電子演算装置とを具備
することを特徴とする車両用電力制御装置が提供され
る。 【０００５】 【作用】上記構成の車両用電力制御装置によれば、減速
時に得られる回生電力が、予備蓄電手段に蓄えられるよ
うに、電子演算装置によってＤＣ−ＤＣコンバータが切
換制御される。また、減速時以外の加速時、定速走行時
及びアイドリング状態時等にはこの予備蓄電手段に充電
された電力を、主蓄電手段よりも優先して車両電気負荷
に供給すると共に、その他の場合は発電機及び主蓄電手
段によって電力が車両電気負荷に供給され、発電機によ
る電力が主蓄電手段に蓄えられる。 【０００６】 【実施例】本発明の車両用電力制御装置の一実施例を添
付図面を参照して説明する。図１は車両用電力制御装置
の構成図である。主蓄電手段をなすバッテリ１は車両用
発電機をなすオルタネータ３によって発電される電力を
充電しかつ車両電気負荷２に放電供給する。また、バッ
テリ１はエンジン８停止時および始動時のようにオルタ
ネータ３の発電電圧がバッテリ１の充電電圧より低い場
合にはバッテリ１自身が化学作用で発電した電力を電気
負荷２に供給する。バッテリ１を充電できる時のオルタ
ネータ３の電圧は通常１３Ｖ〜１５Ｖである。オルタネ
ータ３の内部には図示略のレギュレータ及び整流器を内
蔵しており、レギュレータはオルタネータ３のロータに
流れる界磁電流をＯＮ−ＯＦＦしてステータに１３Ｖ〜
１５Ｖの三相交流電圧を発生させ、整流器はステータの
交流電圧を直流に整流する。電気負荷２は、ヘッドライ
ト、ハザードランプ及びフラッシャなどの各種ランプ類
や、スタータ、空調機、ワイパー及びラジオなどの各種
機器のように電力を消費する電気装置である。オルタネ
ータ３はエンジン８に連結されており、アイドリング
時、加速時、及び定速走行時にはエンジン８により駆動
されるが、車両減速時にはスロットルバルブが全閉され
るため、タイヤ９の回転力でエンジン８を介して駆動さ
れる。 【０００７】ＤＣ−ＤＣコンバータ４は、予備蓄電手段
をなす電気二重層コンデンサ７の充電及び放電を切換制
御するための装置であり、例えば低電圧側の直流−交流
交換器と、トランスと、整流器と、一方向ダイオード
と、切換電子スイッチとから構成することができ、電子
演算装置をなすＥＣＵ５によって前記電子スイッチを切
換えられて、予備蓄電手段７の充電及び放電を行う。Ｅ
ＣＵ５は信号受信用端子６にアイドリング、加速時、定
速走行時、減速時、エンジン８の停止時、及びバッテリ
１の電圧信号を検出すると演算を行う。そして、その演
算結果に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ４に切換制御信
号を送る。予備蓄電手段７をなす電気二重層コンデンサ
（以下電気二重層コンデンサ７という）は、固体と液体
の界面に生じる電気二重層を利用したコンデンサであ
り、固体として単位体積当たりの表面積の大きい活性炭
を用い、液体として希硫酸を用いることにより大容量化
を図っている。従って、一般的なコンデンサと比較して
容量が数千倍以上と大容量である。そして、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ４によって切換制御されることにより、回生
電力の充電、若しくは車両電気負荷２への電力の供給を
行う。 【０００８】上記構成による車両用電力制御装置の作動
の概略についてまず説明する。ＥＣＵ５は信号受信用端
子６への入力信号によって減速走行を検知すると、バッ
テリ１のバッテリ電圧（Ｖｂａｔ）が一定レベル（例え
ば１３Ｖ）にあるかを検出する。そして、バッテリ電圧
が一定レベル以上ある場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ
４を制御して電気二重層コンデンサ７をその耐電圧レベ
ルまで定電流充電する。また、減速時以外の車両の加速
走行時、定速走行時、及びアイドリング時には、ＥＣＵ
５はＤＣ−ＤＣコンバータ４を制御して、車両の常用電
気負荷に必要な電流１０Ａ程度を車両電気負荷２に供給
するように、電気二重層コンデンサ７を放電させる。こ
の場合にバッテリ１が過充電しないように、例えばバッ
テリ電圧が１５Ｖ以上の場合には電気二重層コンデンサ
７は放電しない。 【０００９】次に、上記構成による車両用電力制御装置
の作動について図２に示すフローチャートに基づいて説
明する。図２はＥＣＵ５におけるメインプログラムＰ１
００を示すフローチャートである。エンジンを始動する
とオルタネータ３は、レギュレータに制御されて一定電
圧を出力し続ける。そして、ステップＳ１１０で信号受
信用端子６の入力信号によってアイドリング状態にある
かかどうか判断し、アイドリング状態にある場合にはス
テップＳ１１１にてバッテリ電圧が１５Ｖ以下である場
合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ４が切り換わって車両の
常用電気負荷に必要な１０Ａ程度の電流が電気二重層コ
ンデンサ７から車両電気負荷２に供給される。また、バ
ッテリ電圧が１５Ｖを上回るときはバッテリ１が過充電
しないように電気二重層コンデンサ７は放電しないた
め、オルタネータ３またはバッテリ１によって電力が車
両電気負荷２に供給される。そして、加速走行時（ステ
ップＳ１２０〜Ｓ１２１）及び定速走行時（ステップＳ
１３０〜Ｓ１３１）においても、前記アイドリング状態
（ステップＳ１１０〜Ｓ１１１）と同様なバッテリ電圧
に応じた判断及び処理が行われる。そして、ステップＳ
１４０において信号受信用端子６の入力信号によって減
速走行が確認されると、ステップＳ１４１でバッテリ電
圧が１３Ｖ以上の場合にはＤＣ−ＤＣコンバータ４によ
って電気二重層コンデンサ７が耐電圧まで充電される。
また、ステップＳ１４１においてバッテリ電圧が１３Ｖ
に満たない場合には、バッテリ１が充電される。次にス
テップＳ１５０においてエンジンが停止しているかどう
かが判断され、停止していない場合はステップＳ１１０
に戻り、停止している場合はステップＳ１６０にてプロ
グラムが終了する。 【００１０】上記実施例によると、電気二重層コンデン
サ７の充放電を以上のように制御することによって、バ
ッテリ１が満状態でオルタネータ３の発電量が車両電気
負荷２の電力消費量を上回るような、バッテリ１に発電
電力が回生しきれない余剰時の電力を、バッテリ１が満
状態でなくオルタネータ３の発電量が十分でない不足時
に回すことができるので電力の無駄がなくなり、オルタ
ネータ３の発電量を減らしてエンジンの燃費向上を図る
ことができる。また、レギュレータの調整電圧を走行状
態によらず常に一定としているため、減速走行時にレギ
ュレータの調整電圧を著しく上昇させて、バッテリ１に
充電する方法と違って、バッテリ１の電圧変動が少なく
ランプ類のちらつきなども生じない。更に、主蓄電手段
の充放電の回数を低減することができるため主蓄電手段
の寿命を長くすることができる。 【００１１】また、ＤＣ−ＤＣコンバータ４、ＥＣＵ
５、及び電気二重層コンデンサ７を一つのパッケージと
し、車両減速信号をブレーキランプにより検出する構成
とすれば、既に販売されて市場にでている車両に対して
も容易に装着できる。さらに、インジェクションを用い
た車両において減速時にフューエルカットを行うもの
は、減速信号をフューエルカット信号より検出すれば、
減速走行中のみをより正確に検出することができ、より
効果的に電力を回生することができる。 【００１２】次に、他の実施例として、アイドリング時
にエンジンの燃焼と圧縮の繰り返しによって起こる回転
変動を抑える目的に本発明を応用した実施例について、
フローチャートに基づいて説明する。エンジンの回転
は、燃焼行程において加速され圧縮行程において減速さ
れるのを繰り返しているため、アイドリング時において
も数１０ｒｐｍ程度の回転変動がある。アイドリング時
のこの回転変動はランプ類をちらつかせたり、タコメー
タの指針を小刻みに震わせる。また、不規則な振動を発
生するため搭乗者に不快感を与えるので、このアイドリ
ング時の回転変動を抑えることは車両の品質感を高める
ために重要である。図３はこの回転変動を制御するため
のプログラムＰ２００を表すフローチャートである。ス
テップＳ２１０において燃焼によるエンジン回転数の増
加傾向を検出した場合は、ステップＳ２１１においてＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ４を切換制御して、電気二重層コン
デンサ７を充電する。従って、電気二重層コンデンサ７
に電力を供給することによって、オルタネータ３の電気
負荷を増加させることになりエンジン回転数の増加を抑
えることができる。また、ステップＳ２２０において圧
縮によるエンジン回転数の減少傾向を検出した場合は、
逆に、ステップＳ２２１においてＤＣ−ＤＣコンバータ
４を切換制御して、電気二重層コンデンサ７の電力を車
両電気負荷２に供給するようにする。従って、オルタネ
ータ３の電気負荷を減少させてエンジン回転数の減少を
抑えることができる。上記した２つの作動の繰り返しに
よってアイドリング時の回転変動を抑え回転を安定させ
ることができる。従って、回転変動に起因するオルタネ
ータ３の出力電圧の変動、それに伴うランプ類のちらつ
き、及び不快なエンジン振動をなくすことができる。 【００１３】また、ハザード等の間欠電気負荷の使用に
よるエンジン回転数の変動を抑え、エンジンの回転を安
定させるために本発明を応用した実施例について図４に
示すフローチャートＰ３００に基づいて説明する。アイ
ドリング時にハザード等の間欠電気負荷を使用すると、
オルタネータ３の負荷変動によりエンジン回転数が５０
ｒｐｍ程度変動する。その場合にステップＳ３１０にお
いて間欠電気負荷のＯＮ（ハザード等が点灯）を検出す
ると、ステップＳ３１１において間欠電気負荷が必要と
する電力の一部をＤＣ−ＤＣコンバータ４を切換えて電
気二重層コンデンサ７から供給するようにして、本来オ
ルタネータ３へかかる負荷を補う。また、ステップＳ３
２０において間欠電気負荷のＯＦＦ（ハザード等が消
灯）を検出すると、間欠電気負荷が消費していた電力分
をＤＣ−ＤＣコンバータ４を切換えて電気二重層コンデ
ンサ７が蓄えるようにする。以上の２つの作動の繰り返
しによって間欠電気負荷使用時のオルタネータ１の電気
負荷を一定にすることができ、エンジンの回転変動を抑
え回転を安定させることができる。従って、前述した燃
焼と圧縮の繰り返しによって起こる回転変動を抑える場
合と同様に、回転変動に起因するオルタネータ３の出力
電圧の間欠電気負荷による脈動がなくなり、間欠負荷使
用時のランプ類のちらつき、メーターパネルのちらつ
き、及び不快なエンジン振動をなくすことができる効果
がある。 【００１４】 【発明の効果】本発明の車両用電力制御装置は上記した
構成を有し、予備蓄電手段を設けることによって減速時
の回生電力を予備蓄電手段に一時的に蓄え、減速時以外
では放出することにより、主蓄電手段の電圧変動が小さ
いと共に、過充電や過放電がなく、また、減速時の回生
電力を効率良く蓄えることができる。
ルギを利用して車両用発電機の発電電力を予備蓄電手段
に電力回生し、減速時以外には前記予備蓄電手段より電
力を取り出すことにより、減速時以外の車両用発電機の
発電量を減らして燃費向上を図る車両用電力制御装置に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】車両用発電機は、エンジンに連結せしめ
られて、その回転数が広範囲に変化するため、発電電圧
を所定の値に制御するレギュレータが設けられる。レギ
ュレータは通常車両用発電機の界磁電流をＯＮ−ＯＦＦ
して発電機を間欠的に発電せしめることにより発電電圧
の制御を行っており、発電機の負荷が大きくなると、そ
の発電電圧を一定に維持するために発電時間を長くして
いる。ところで、近年車両の電装品は急激に増大してお
り、これに伴って車両用発電機も大型化している。そし
て、大容量の車両用発電機は発電時に大きなエンジン負
担となり、車両の加速性能を損なっている。一方、車両
減速時には積極的に発電を行って、エンジンの制動を促
進するとともに、無駄に発散されるエネルギをバッテリ
に回生するのが好ましい。ところが、電装品の使用状況
は昼夜あるいは季節によって変動しており、加速のため
に強制的に発電時間を短くすると、電装品を多く使用し
ているいわゆる発電機の負荷が大きい状態ではバッテリ
の過放電やランプのちらつき現象を生じる。一方、電装
品を使用しておらず、発電機の負荷が小さい状態で、減
速時に強制的に発電時間を長くすると、バッテリの過充
電やランプ切れを生じる。そこで、車両の加速時で、か
つ発電機の負荷が小さい場合にのみ発電時間を短くし、
車両の減速時で、かつ発電機の負荷が大きい場合にのみ
発電時間を長くせしめるレギュレータの実現が望まれて
いる。特開昭５９−１０６９００号公報は、車両の加速
状態を発電機の回転数変化量によって検知するとともに
発電機の負荷状態をその界磁巻線電流を制御するスイッ
チング素子の導通率より検知して、車両の走行状態と発
電機の負荷状態に応じた発電機出力電圧の設定値を発生
せしめることにより、発電時間を適切に制御するレギュ
レータを提供しようとするものである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両減
速時であって負荷が大きい時にレギュレータの設定電圧
を上げることにより回生電力をバッテリに蓄え、また車
両加速時であって負荷が小さい時に設定電圧を下げ車両
用発電機の出力を減らすことにより発電機の負荷を減ら
し燃費向上を図る車両用発電機制御装置では、バッテリ
電圧の変動が大きくなると共に、発電機負荷の小さい状
態で減速を行い設定電圧を上げた場合、過充電による主
蓄電手段の液減りやランプ切れを生じる。一方、発電機
負荷の大きい状態で加速を行い設定電圧を下げた場合、
バッテリの過放電やレギュレータＯＮ時間の減少による
電圧変動の増大により、ランプのちらつき現象を生じ
る。また、満充電にある主蓄電手段は充電時におけるパ
ワー密度が低いため、減速時の回生電力を効率良く蓄え
ることができない。本発明は、上記の課題を解決するた
めになされたもので、予備蓄電手段を設けて減速時に回
生電力を前記予備蓄電手段に一時的に蓄え、減速時以外
では放出することにより、主蓄電手段の電圧変動が小さ
いと共に、過充電や過放電がなく、また減速時の回生電
力を効率良く蓄えることができる車両用電力制御装置を
提供することを目的とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための具体的手段として、走行用エンジンによっ
て駆動される車両用発電機及び主蓄電手段を含む車両用
電源と、予備蓄電手段と、前記車両用電源と前記予備蓄
電手段間に接続される双方向に切換え接続可能でかつ双
方向に電圧変換可能なＤＣ−ＤＣコンバータと、車両の
走行状態を検出し、減速時に前記予備蓄電手段を充電さ
せ、減速時以外にこの充電された電力を主蓄電手段より
優先して放電し車両電気負荷へ供給するように前記ＤＣ
−ＤＣコンバータを切換制御する電子演算装置とを具備
することを特徴とする車両用電力制御装置が提供され
る。 【０００５】 【作用】上記構成の車両用電力制御装置によれば、減速
時に得られる回生電力が、予備蓄電手段に蓄えられるよ
うに、電子演算装置によってＤＣ−ＤＣコンバータが切
換制御される。また、減速時以外の加速時、定速走行時
及びアイドリング状態時等にはこの予備蓄電手段に充電
された電力を、主蓄電手段よりも優先して車両電気負荷
に供給すると共に、その他の場合は発電機及び主蓄電手
段によって電力が車両電気負荷に供給され、発電機によ
る電力が主蓄電手段に蓄えられる。 【０００６】 【実施例】本発明の車両用電力制御装置の一実施例を添
付図面を参照して説明する。図１は車両用電力制御装置
の構成図である。主蓄電手段をなすバッテリ１は車両用
発電機をなすオルタネータ３によって発電される電力を
充電しかつ車両電気負荷２に放電供給する。また、バッ
テリ１はエンジン８停止時および始動時のようにオルタ
ネータ３の発電電圧がバッテリ１の充電電圧より低い場
合にはバッテリ１自身が化学作用で発電した電力を電気
負荷２に供給する。バッテリ１を充電できる時のオルタ
ネータ３の電圧は通常１３Ｖ〜１５Ｖである。オルタネ
ータ３の内部には図示略のレギュレータ及び整流器を内
蔵しており、レギュレータはオルタネータ３のロータに
流れる界磁電流をＯＮ−ＯＦＦしてステータに１３Ｖ〜
１５Ｖの三相交流電圧を発生させ、整流器はステータの
交流電圧を直流に整流する。電気負荷２は、ヘッドライ
ト、ハザードランプ及びフラッシャなどの各種ランプ類
や、スタータ、空調機、ワイパー及びラジオなどの各種
機器のように電力を消費する電気装置である。オルタネ
ータ３はエンジン８に連結されており、アイドリング
時、加速時、及び定速走行時にはエンジン８により駆動
されるが、車両減速時にはスロットルバルブが全閉され
るため、タイヤ９の回転力でエンジン８を介して駆動さ
れる。 【０００７】ＤＣ−ＤＣコンバータ４は、予備蓄電手段
をなす電気二重層コンデンサ７の充電及び放電を切換制
御するための装置であり、例えば低電圧側の直流−交流
交換器と、トランスと、整流器と、一方向ダイオード
と、切換電子スイッチとから構成することができ、電子
演算装置をなすＥＣＵ５によって前記電子スイッチを切
換えられて、予備蓄電手段７の充電及び放電を行う。Ｅ
ＣＵ５は信号受信用端子６にアイドリング、加速時、定
速走行時、減速時、エンジン８の停止時、及びバッテリ
１の電圧信号を検出すると演算を行う。そして、その演
算結果に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ４に切換制御信
号を送る。予備蓄電手段７をなす電気二重層コンデンサ
（以下電気二重層コンデンサ７という）は、固体と液体
の界面に生じる電気二重層を利用したコンデンサであ
り、固体として単位体積当たりの表面積の大きい活性炭
を用い、液体として希硫酸を用いることにより大容量化
を図っている。従って、一般的なコンデンサと比較して
容量が数千倍以上と大容量である。そして、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ４によって切換制御されることにより、回生
電力の充電、若しくは車両電気負荷２への電力の供給を
行う。 【０００８】上記構成による車両用電力制御装置の作動
の概略についてまず説明する。ＥＣＵ５は信号受信用端
子６への入力信号によって減速走行を検知すると、バッ
テリ１のバッテリ電圧（Ｖｂａｔ）が一定レベル（例え
ば１３Ｖ）にあるかを検出する。そして、バッテリ電圧
が一定レベル以上ある場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ
４を制御して電気二重層コンデンサ７をその耐電圧レベ
ルまで定電流充電する。また、減速時以外の車両の加速
走行時、定速走行時、及びアイドリング時には、ＥＣＵ
５はＤＣ−ＤＣコンバータ４を制御して、車両の常用電
気負荷に必要な電流１０Ａ程度を車両電気負荷２に供給
するように、電気二重層コンデンサ７を放電させる。こ
の場合にバッテリ１が過充電しないように、例えばバッ
テリ電圧が１５Ｖ以上の場合には電気二重層コンデンサ
７は放電しない。 【０００９】次に、上記構成による車両用電力制御装置
の作動について図２に示すフローチャートに基づいて説
明する。図２はＥＣＵ５におけるメインプログラムＰ１
００を示すフローチャートである。エンジンを始動する
とオルタネータ３は、レギュレータに制御されて一定電
圧を出力し続ける。そして、ステップＳ１１０で信号受
信用端子６の入力信号によってアイドリング状態にある
かかどうか判断し、アイドリング状態にある場合にはス
テップＳ１１１にてバッテリ電圧が１５Ｖ以下である場
合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ４が切り換わって車両の
常用電気負荷に必要な１０Ａ程度の電流が電気二重層コ
ンデンサ７から車両電気負荷２に供給される。また、バ
ッテリ電圧が１５Ｖを上回るときはバッテリ１が過充電
しないように電気二重層コンデンサ７は放電しないた
め、オルタネータ３またはバッテリ１によって電力が車
両電気負荷２に供給される。そして、加速走行時（ステ
ップＳ１２０〜Ｓ１２１）及び定速走行時（ステップＳ
１３０〜Ｓ１３１）においても、前記アイドリング状態
（ステップＳ１１０〜Ｓ１１１）と同様なバッテリ電圧
に応じた判断及び処理が行われる。そして、ステップＳ
１４０において信号受信用端子６の入力信号によって減
速走行が確認されると、ステップＳ１４１でバッテリ電
圧が１３Ｖ以上の場合にはＤＣ−ＤＣコンバータ４によ
って電気二重層コンデンサ７が耐電圧まで充電される。
また、ステップＳ１４１においてバッテリ電圧が１３Ｖ
に満たない場合には、バッテリ１が充電される。次にス
テップＳ１５０においてエンジンが停止しているかどう
かが判断され、停止していない場合はステップＳ１１０
に戻り、停止している場合はステップＳ１６０にてプロ
グラムが終了する。 【００１０】上記実施例によると、電気二重層コンデン
サ７の充放電を以上のように制御することによって、バ
ッテリ１が満状態でオルタネータ３の発電量が車両電気
負荷２の電力消費量を上回るような、バッテリ１に発電
電力が回生しきれない余剰時の電力を、バッテリ１が満
状態でなくオルタネータ３の発電量が十分でない不足時
に回すことができるので電力の無駄がなくなり、オルタ
ネータ３の発電量を減らしてエンジンの燃費向上を図る
ことができる。また、レギュレータの調整電圧を走行状
態によらず常に一定としているため、減速走行時にレギ
ュレータの調整電圧を著しく上昇させて、バッテリ１に
充電する方法と違って、バッテリ１の電圧変動が少なく
ランプ類のちらつきなども生じない。更に、主蓄電手段
の充放電の回数を低減することができるため主蓄電手段
の寿命を長くすることができる。 【００１１】また、ＤＣ−ＤＣコンバータ４、ＥＣＵ
５、及び電気二重層コンデンサ７を一つのパッケージと
し、車両減速信号をブレーキランプにより検出する構成
とすれば、既に販売されて市場にでている車両に対して
も容易に装着できる。さらに、インジェクションを用い
た車両において減速時にフューエルカットを行うもの
は、減速信号をフューエルカット信号より検出すれば、
減速走行中のみをより正確に検出することができ、より
効果的に電力を回生することができる。 【００１２】次に、他の実施例として、アイドリング時
にエンジンの燃焼と圧縮の繰り返しによって起こる回転
変動を抑える目的に本発明を応用した実施例について、
フローチャートに基づいて説明する。エンジンの回転
は、燃焼行程において加速され圧縮行程において減速さ
れるのを繰り返しているため、アイドリング時において
も数１０ｒｐｍ程度の回転変動がある。アイドリング時
のこの回転変動はランプ類をちらつかせたり、タコメー
タの指針を小刻みに震わせる。また、不規則な振動を発
生するため搭乗者に不快感を与えるので、このアイドリ
ング時の回転変動を抑えることは車両の品質感を高める
ために重要である。図３はこの回転変動を制御するため
のプログラムＰ２００を表すフローチャートである。ス
テップＳ２１０において燃焼によるエンジン回転数の増
加傾向を検出した場合は、ステップＳ２１１においてＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ４を切換制御して、電気二重層コン
デンサ７を充電する。従って、電気二重層コンデンサ７
に電力を供給することによって、オルタネータ３の電気
負荷を増加させることになりエンジン回転数の増加を抑
えることができる。また、ステップＳ２２０において圧
縮によるエンジン回転数の減少傾向を検出した場合は、
逆に、ステップＳ２２１においてＤＣ−ＤＣコンバータ
４を切換制御して、電気二重層コンデンサ７の電力を車
両電気負荷２に供給するようにする。従って、オルタネ
ータ３の電気負荷を減少させてエンジン回転数の減少を
抑えることができる。上記した２つの作動の繰り返しに
よってアイドリング時の回転変動を抑え回転を安定させ
ることができる。従って、回転変動に起因するオルタネ
ータ３の出力電圧の変動、それに伴うランプ類のちらつ
き、及び不快なエンジン振動をなくすことができる。 【００１３】また、ハザード等の間欠電気負荷の使用に
よるエンジン回転数の変動を抑え、エンジンの回転を安
定させるために本発明を応用した実施例について図４に
示すフローチャートＰ３００に基づいて説明する。アイ
ドリング時にハザード等の間欠電気負荷を使用すると、
オルタネータ３の負荷変動によりエンジン回転数が５０
ｒｐｍ程度変動する。その場合にステップＳ３１０にお
いて間欠電気負荷のＯＮ（ハザード等が点灯）を検出す
ると、ステップＳ３１１において間欠電気負荷が必要と
する電力の一部をＤＣ−ＤＣコンバータ４を切換えて電
気二重層コンデンサ７から供給するようにして、本来オ
ルタネータ３へかかる負荷を補う。また、ステップＳ３
２０において間欠電気負荷のＯＦＦ（ハザード等が消
灯）を検出すると、間欠電気負荷が消費していた電力分
をＤＣ−ＤＣコンバータ４を切換えて電気二重層コンデ
ンサ７が蓄えるようにする。以上の２つの作動の繰り返
しによって間欠電気負荷使用時のオルタネータ１の電気
負荷を一定にすることができ、エンジンの回転変動を抑
え回転を安定させることができる。従って、前述した燃
焼と圧縮の繰り返しによって起こる回転変動を抑える場
合と同様に、回転変動に起因するオルタネータ３の出力
電圧の間欠電気負荷による脈動がなくなり、間欠負荷使
用時のランプ類のちらつき、メーターパネルのちらつ
き、及び不快なエンジン振動をなくすことができる効果
がある。 【００１４】 【発明の効果】本発明の車両用電力制御装置は上記した
構成を有し、予備蓄電手段を設けることによって減速時
の回生電力を予備蓄電手段に一時的に蓄え、減速時以外
では放出することにより、主蓄電手段の電圧変動が小さ
いと共に、過充電や過放電がなく、また、減速時の回生
電力を効率良く蓄えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。 【図３】本発明をアイドリング時のエンジン回転数の安
定化に応用した実施例を示すフローチャートである。 【図４】本発明をアイドリング時における間欠電気負荷
使用時の電圧の安定化に応用した実施例を示すフローチ
ャートである。 【符号の説明】 １...主蓄電手段（バッテリ）、 ２...車両電気負荷、
３...車両用発電機（オルタネータ）、 ４..．ＤＣ
−ＤＣコンバータ、 ５...電子演算装置（ＥＣＵ）、
６...信号受信用端子、 ７...予備蓄電手段（電気二
重層コンデンサ）、 ８..．エンジン、 ９...タイ
ヤ、 Ｐ１００〜Ｐ３００...プログラム、Ｓ１１０
〜Ｓ３４０...ステップ
ある。 【図３】本発明をアイドリング時のエンジン回転数の安
定化に応用した実施例を示すフローチャートである。 【図４】本発明をアイドリング時における間欠電気負荷
使用時の電圧の安定化に応用した実施例を示すフローチ
ャートである。 【符号の説明】 １...主蓄電手段（バッテリ）、 ２...車両電気負荷、
３...車両用発電機（オルタネータ）、 ４..．ＤＣ
−ＤＣコンバータ、 ５...電子演算装置（ＥＣＵ）、
６...信号受信用端子、 ７...予備蓄電手段（電気二
重層コンデンサ）、 ８..．エンジン、 ９...タイ
ヤ、 Ｐ１００〜Ｐ３００...プログラム、Ｓ１１０
〜Ｓ３４０...ステップ
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平４−271209（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−206301（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−206302（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−538（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−149112（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−32926（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−44518（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−161280（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−74146（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 7/00 - 7/34
H02J 1/00
B60L 11/18
B60R 16/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 走行用エンジンによって駆動される車両
用発電機及び主蓄電手段を含む車両用電源と、 予備蓄電手段と、 前記車両用電源と前記予備蓄電手段間に接続される双方
向に切換え接続可能でかつ電圧変換可能なＤＣ−ＤＣコ
ンバータと、 車両の走行状態を検出し、減速時に前記予備蓄電手段を
充電させ、減速時以外にこの充電された電力を主蓄電手
段より優先して放電し車両電気負荷へ供給するように前
記ＤＣ−ＤＣコンバータを切換制御する電子演算装置
と、 を具備することを特徴とする車両用電力制御装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10611993A JP3465293B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 車両用電力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10611993A JP3465293B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 車両用電力制御装置 |
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| JPH06296332A JPH06296332A (ja) | 1994-10-21 |
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| JP5891480B2 (ja) * | 2011-11-15 | 2016-03-23 | 耕一 山野上 | 車両の減速エネルギー回生システム |
| JP7214993B2 (ja) * | 2018-06-29 | 2023-01-31 | 株式会社リコー | 蓄電システム |
| CN115123011B (zh) * | 2022-07-27 | 2023-07-04 | 小米汽车科技有限公司 | 车辆供电装置的控制方法、装置、存储介质及车辆 |
-
1993
- 1993-04-07 JP JP10611993A patent/JP3465293B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| DE102008057074A1 (de) | 2007-11-20 | 2009-06-18 | Denso Corporation, Kariya | Elektroleistungssystem für ein Fahrzeug |
| DE102008057074B4 (de) | 2007-11-20 | 2022-10-13 | Denso Corporation | Elektroleistungssystem für ein Fahrzeug |
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| WO2012008124A1 (ja) | 2010-07-15 | 2012-01-19 | パナソニック株式会社 | 車両用電源装置 |
| WO2012017602A1 (ja) | 2010-08-02 | 2012-02-09 | パナソニック株式会社 | 車両用電源装置 |
| CN103052527A (zh) * | 2010-08-02 | 2013-04-17 | 松下电器产业株式会社 | 车辆用电源装置 |
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| EP2602148A4 (en) * | 2010-08-02 | 2017-12-20 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Vehicle power source device |
| US10343533B2 (en) | 2011-04-08 | 2019-07-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Power supply system with improved energy recovery from regenerative braking |
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