JP2013063002A - Auxiliary power supply device for vehicle - Google Patents
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Abstract
【課題】蓄電器の充放電時の電圧電流を制御して、回生電力を効率良く利用でき、蓄電器の放電電圧が低下しても不具合が生じない車両用補助電源装置の提供。
【解決手段】エンジン1に連動する発電機2に並列に接続され、負荷3に供給する為の電力を蓄積する蓄電器8を備える車両用補助電源装置16。発電機2から蓄電器8への電流を制限する電流制限回路10と、蓄電器8の出力電圧を変換し、変換した電圧を負荷3へ出力する変換器11と、変換器11の出力電圧を検出する第2電圧検出回路6と、発電機2の出力端子及び変換器11の出力端子間に接続され、発電機2から変換器11への方向を順方向とする整流回路Dとを備え、第1電圧検出回路4が検出した発電機2の出力電圧値が所定値より高いときに、発電機2及び電流制限回路10間のスイッチSW1をオンにし、電流制限回路10を作動させる構成である。
【選択図】図1The present invention provides an auxiliary power supply device for a vehicle that can efficiently use regenerative power by controlling the voltage / current at the time of charging / discharging of a capacitor, and that does not cause a problem even when the discharge voltage of the capacitor decreases.
An auxiliary power supply device for a vehicle is provided that includes a battery that is connected in parallel to a generator that is linked to an engine and stores electric power to be supplied to a load. A current limiting circuit 10 that limits a current from the generator 2 to the capacitor 8, a converter 11 that converts the output voltage of the capacitor 8, outputs the converted voltage to the load 3, and detects an output voltage of the converter 11. A second voltage detection circuit 6; and a rectifier circuit D connected between the output terminal of the generator 2 and the output terminal of the converter 11 and having a forward direction from the generator 2 to the converter 11 as a first direction. When the output voltage value of the generator 2 detected by the voltage detection circuit 4 is higher than a predetermined value, the switch SW1 between the generator 2 and the current limit circuit 10 is turned on to operate the current limit circuit 10.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、エンジンに連動する発電機に並列に接続され、負荷に供給する為の電力を蓄積する蓄電器を備える車両用補助電源装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicular auxiliary power supply device that is connected in parallel to a generator that is linked to an engine and that has a capacitor that stores electric power to be supplied to a load.
電気機関車及び電車では、制動時に主電動機で発電し、発電した電力を架線に戻す回生ブレーキが以前から実用化され、発電した電力は回生電力と呼称されている。電気自動車及びハイブリッドカーでも、制動時に車輪の回転によりモータで回生電力を発電させ、車両に搭載した蓄電池を充電する回生ブレーキが実用化されている。
また、近年は、電気自動車及びハイブリッドカー以外の一般的なエンジン駆動自動車においても、オルタネータ(交流発電機、車載発電機)を特に減速時に高負荷で稼働させて回生電力を得ることで、加速時及び巡航時の稼働負荷を軽減し、燃費を向上させるものが有る。
In electric locomotives and trains, a regenerative brake that generates power with a main motor during braking and returns the generated power to an overhead line has been put into practical use for a long time, and the generated power is called regenerative power. Also in electric vehicles and hybrid cars, regenerative brakes that regenerate electric power with a motor by rotating wheels during braking and charge a storage battery mounted on the vehicle have been put into practical use.
In recent years, in general engine-driven vehicles other than electric vehicles and hybrid vehicles, an alternator (alternator, on-vehicle generator) is operated at a high load especially during deceleration to obtain regenerative power. And there are things that reduce the operational load during cruising and improve fuel economy.
図7は、本願出願人が先に出願した(特願2011−200589)車両用補助電源装置の構成例を示すブロック図である。
この車両用補助電源装置は、一般的なエンジン駆動自動車に好適に使用され、蓄電器の充放電時の電圧及び電流を制御することにより、回生電力を効率良く利用でき、車両の燃費を向上させることが可能である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of an auxiliary power supply device for a vehicle (Japanese Patent Application No. 2011-200589) filed earlier by the applicant of the present application.
This auxiliary power device for a vehicle is suitably used for a general engine-driven vehicle, and can control the voltage and current during charging / discharging of a capacitor to efficiently use regenerative power and improve the fuel consumption of the vehicle. Is possible.
この車両用補助電源装置16は、エンジン1に連動して発電し整流して出力するオルタネータ(発電機、交流発電機)2、バッテリ15、及び車両に搭載された負荷12,13,14に並列に接続されている。電圧検出器4が、オルタネータ2及びバッテリ15の出力電圧値を検出する。
車両用補助電源装置16は、オルタネータ2及びバッテリ15から与えられた電力を、スイッチSW1、電流検出器5及び電流制限回路10を通じて、蓄電器8に充電する。電流制限回路10は、例えば、蓄電器8への充電電流値を制御する為のDC/DCコンバータである。
The vehicle
The vehicular
蓄電器8は、例えば、複数の電気二重層キャパシタを直列に接続して構成されている。電圧検出器7が、蓄電器8の出力電圧値を検出する。
蓄電器8が放電した電力は、DC/DCコンバータ11及びスイッチSW2を通じて、エンジン1の回転に関連する負荷(例えば、オイルポンプモータ又は冷却水ポンプモータ)3に与えられる。電圧検出器6が、DC/DCコンバータ11の出力電圧値を検出する。
DC/DCコンバータ11は、電圧検出器7が検出した蓄電器8の出力電圧値に基づき、電圧検出器6が検出した電圧値が、負荷3の駆動電圧値になるようにDC/DC変換する。
The
The electric power discharged from the
The DC /
車両用補助電源装置16の制御部9は、エンジン1の回転数信号、車速信号、イグニッションスイッチのオン/オフ状態を示す信号、電圧検出器4,6,7が検出した電圧値信号、及び電流検出器5が検出した電流値信号を与えられる。制御部9は、与えられた各信号に基づき、スイッチSW1、SW2をオン/オフ制御し、電流制限回路10及びDC/DCコンバータ11を駆動制御する。
尚、例えば、オルタネータ2の出力電圧値は12.5V〜14.5V、バッテリ15の最大出力電圧値は13Vである。また、スイッチSW1は、電圧検出器4が検出した電圧値が13.5Vを超えているときオンになり、DC/DCコンバータ11の出力電圧値は10V〜12.5Vである。
The
For example, the output voltage value of the alternator 2 is 12.5V to 14.5V, and the maximum output voltage value of the
特許文献1には、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替え接続可能でかつ電圧変換可能なDC−DCコンバータとを備えた車両用電力制御装置が開示されている。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コンバータを切替え制御する電子演算装置を備えている。
前述した車両用補助電源装置では、エンジン1が回転している場合は、スイッチSW2をオンにし、DC/DCコンバータ11により蓄電器8の出力電圧をオルタネータ2及びバッテリ15の出力電圧値付近に変換して負荷3に与えている。しかし、蓄電器8の出力電圧値が一定値以下に低下した場合は、DC/DCコンバータ11は、負荷3が必要とする電圧値まで昇圧することができないという問題がある。この場合、バッテリ15から電流制限回路10及びDC/DCコンバータ11を通じて負荷3へ電力供給することは可能であるが、回生電力でない電力を蓄電器8に蓄電してしまうことになるという問題がある。
In the vehicle auxiliary power supply device described above, when the
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、蓄電器の充放電時の電圧及び電流を制御することにより、回生電力を効率良く利用でき、車両の燃費を向上させることが可能であり、蓄電器の放電電圧が低下した場合でも不具合が生じない車両用補助電源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 circumstances as described above, and by controlling the voltage and current during charging and discharging of the battery, it is possible to efficiently use the regenerative power and improve the fuel efficiency of the vehicle. Therefore, it is an object of the present invention to provide an auxiliary power supply device for a vehicle that does not cause a problem even when the discharge voltage of the battery is lowered.
第1発明に係る車両用補助電源装置は、エンジンに連動する発電機に並列に接続され、負荷に供給する為の電力を蓄積する蓄電器を備える車両用補助電源装置において、前記発電機の出力電圧の値を検出する第1電圧検出回路と、前記発電機から前記蓄電器への電流を制限する電流制限回路と、前記発電機及び該電流制限回路間をオン/オフにするスイッチと、前記蓄電器の出力電圧を変換し、変換した電圧を前記負荷へ出力する変換器と、該変換器の出力電圧を検出する第2電圧検出回路と、前記発電機の出力端子及び前記変換器の出力端子間に接続され、該発電機から変換器への方向を順方向とする整流回路とを備え、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が所定値より高いときに、前記スイッチをオンにし、前記電流制限回路を作動させるように構成してあることを特徴とする。 An auxiliary power supply for a vehicle according to a first aspect of the present invention is the auxiliary power supply for a vehicle, which is connected in parallel to a generator linked to the engine and stores a power for supplying power to a load. A first voltage detection circuit for detecting a value of the current, a current limiting circuit for limiting a current from the generator to the capacitor, a switch for turning on / off between the generator and the current limiting circuit, A converter that converts an output voltage and outputs the converted voltage to the load; a second voltage detection circuit that detects an output voltage of the converter; and an output terminal of the generator and an output terminal of the converter A rectifier circuit connected in a forward direction from the generator to the converter, and when the voltage value detected by the first voltage detection circuit is higher than a predetermined value, the switch is turned on, and the current Activate limit circuit Characterized in that are configured to cause.
この車両用補助電源装置では、エンジンに連動する発電機に並列に接続され、蓄電器が、負荷に供給する為の電力を蓄積する。第1電圧検出回路が、発電機の出力電圧の値を検出し、電流制限回路が、発電機から蓄電器への電流を制限する。スイッチが、発電機及び電流制限回路間をオン/オフにし、変換器が、蓄電器の出力電圧を変換し、変換した電圧を負荷へ出力する。第2電圧検出回路が、変換器の出力電圧を検出し、発電機の出力端子及び前記変換器の出力端子間に接続された整流回路が、発電機から変換器への方向を順方向とする。第1電圧検出回路が検出した電圧値が所定値より高いときに、スイッチをオンにし、電流制限回路を作動させる。
これにより、変換器の出力電圧が低下したときは、発電機又はバッテリからの出力電圧が、整流回路を通じて負荷に与えられる。
In this vehicular auxiliary power supply device, the battery is connected in parallel to a generator interlocked with the engine, and a capacitor accumulates electric power to be supplied to a load. The first voltage detection circuit detects the value of the output voltage of the generator, and the current limiting circuit limits the current from the generator to the battery. The switch turns on / off between the generator and the current limiting circuit, and the converter converts the output voltage of the battery and outputs the converted voltage to the load. The second voltage detection circuit detects the output voltage of the converter, and the rectifier circuit connected between the output terminal of the generator and the output terminal of the converter sets the direction from the generator to the converter as the forward direction. . When the voltage value detected by the first voltage detection circuit is higher than a predetermined value, the switch is turned on to activate the current limiting circuit.
Thereby, when the output voltage of a converter falls, the output voltage from a generator or a battery is given to a load through a rectifier circuit.
第2発明に係る車両用補助電源装置は、前記蓄電器の出力電圧値を検出する第3電圧検出回路と、前記負荷に通流する電流値を検出する電流検出回路と、前記蓄電器及び固定電位端子間をオン/オフにする第2スイッチとを更に備え、前記第3電圧検出回路が検出した出力電圧値が前記所定値より低い第2所定値より低く、前記電流検出回路が検出した電流値が第3所定値より小さいときは、前記スイッチ及び電流制限回路をオンにし、前記第2スイッチをオフにするように構成してあることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a vehicle auxiliary power supply device comprising: a third voltage detection circuit that detects an output voltage value of the capacitor; a current detection circuit that detects a current value flowing through the load; the capacitor and a fixed potential terminal; A second switch for turning on / off between the output voltage value, the output voltage value detected by the third voltage detection circuit is lower than a second predetermined value lower than the predetermined value, and the current value detected by the current detection circuit is When smaller than the third predetermined value, the switch and the current limiting circuit are turned on, and the second switch is turned off.
この車両用補助電源装置では、第3電圧検出回路が、蓄電器の出力電圧値を検出し、電流検出回路が、負荷に通流する電流値を検出し、第2スイッチが、蓄電器及び固定電位端子間をオン/オフにする。第3電圧検出回路が検出した出力電圧値が所定値より低い第2所定値より低く、電流検出回路が検出した電流値が第3所定値より小さいときは、スイッチ及び電流制限回路をオンにし、第2スイッチをオフにする。
これにより、整流回路経由と電流制限回路及び変換器経由との何れか損失の小さい方を使用して、負荷へ電力を供給することができる。
In this auxiliary power supply for a vehicle, the third voltage detection circuit detects the output voltage value of the capacitor, the current detection circuit detects the current value flowing through the load, and the second switch includes the capacitor and the fixed potential terminal. Turn the interval on / off. When the output voltage value detected by the third voltage detection circuit is lower than the second predetermined value lower than the predetermined value and the current value detected by the current detection circuit is lower than the third predetermined value, the switch and the current limiting circuit are turned on, Turn off the second switch.
As a result, it is possible to supply power to the load using the smaller one of the loss through the rectifier circuit and the current limit circuit and the converter.
第3発明に係る車両用補助電源装置は、前記負荷及び変換器間をオン/オフにする第3スイッチを更に備えることを特徴とする。 The auxiliary power supply for a vehicle according to a third aspect of the present invention further includes a third switch for turning on / off between the load and the converter.
この車両用補助電源装置では、第3スイッチが、負荷及び変換器間をオン/オフにする。これにより、車両がアイドリングストップしているときに、バッテリからの放電を防止することができる。 In this vehicular auxiliary power supply, the third switch turns on / off between the load and the converter. Thereby, when the vehicle is idling stopped, discharge from the battery can be prevented.
第4発明に係る車両用補助電源装置は、前記変換器に通流する電流の最大値は、前記電流制限回路に通流する電流の最大値より小さくなるように構成してあることを特徴とする。 The auxiliary power supply for a vehicle according to a fourth aspect of the invention is characterized in that a maximum value of a current flowing through the converter is configured to be smaller than a maximum value of a current flowing through the current limiting circuit. To do.
この車両用補助電源装置では、変換器に通流する電流の最大値は、電流制限回路に通流する電流の最大値より小さくなるように構成してある。 In this vehicle auxiliary power supply device, the maximum value of the current flowing through the converter is configured to be smaller than the maximum value of the current flowing through the current limiting circuit.
第5発明に係る車両用補助電源装置は、前記電流制限回路に通流する電流値を検出する第2電流検出回路を更に備え、前記電流制限回路は、該第2電流検出回路が検出した電流値が、前記第3所定値より大きい第4所定値より小さくなるように作動するように構成してあることを特徴とする。 The vehicular auxiliary power supply according to a fifth aspect of the present invention further includes a second current detection circuit that detects a current value flowing through the current limiting circuit, and the current limiting circuit detects the current detected by the second current detection circuit. The value is configured to operate so as to be smaller than a fourth predetermined value that is larger than the third predetermined value.
この車両用補助電源装置では、第2電流検出回路が、電流制限回路に通流する電流値を検出し、電流制限回路が、第2電流検出回路が検出した電流値が、第3所定値より大きい第4所定値より小さくなるように作動する。 In this auxiliary power supply for a vehicle, the second current detection circuit detects the current value flowing through the current limit circuit, and the current limit circuit detects that the current value detected by the second current detection circuit is greater than the third predetermined value. It operates so as to be smaller than the large fourth predetermined value.
第6発明に係る車両用補助電源装置は、前記エンジンが回転しているか否かを判定する手段を更に備え、該手段が回転していないと判定したときは、前記第3スイッチをオフにし、前記変換器を停止させるように構成してあることを特徴とする。 The auxiliary power supply for a vehicle according to a sixth aspect of the present invention further comprises means for determining whether or not the engine is rotating, and when it is determined that the means is not rotating, the third switch is turned off, The converter is configured to be stopped.
この車両用補助電源装置では、判定する手段が、エンジンが回転しているか否かを判定し、判定する手段が回転していないと判定したときは、第3スイッチをオフにし、変換器を停止させる。これにより、車両がアイドリングストップしているときは、蓄電器からの放電を停止することができる。 In this auxiliary power supply for a vehicle, the determining means determines whether or not the engine is rotating, and when it is determined that the determining means is not rotating, the third switch is turned off and the converter is stopped. Let Thereby, when the vehicle is idling stopped, discharging from the battery can be stopped.
第7発明に係る車両用補助電源装置は、前記変換器は、前記第2電圧検出回路及び第3電圧検出回路がそれぞれ検出した電圧値に基づき、前記負荷に応じた電圧値に変換するように構成してあることを特徴とする。 In the vehicular auxiliary power device according to a seventh aspect of the present invention, the converter converts the voltage to a voltage value corresponding to the load based on the voltage values detected by the second voltage detection circuit and the third voltage detection circuit, respectively. It is configured.
この車両用補助電源装置では、変換器は、第2電圧検出回路及び第3電圧検出回路がそれぞれ検出した電圧値に基づき、負荷に応じた電圧値に変換する。 In this auxiliary power supply for a vehicle, the converter converts the voltage value corresponding to the load based on the voltage values detected by the second voltage detection circuit and the third voltage detection circuit, respectively.
本発明に係る車両用補助電源装置によれば、蓄電器の充放電時の電圧及び電流を制御することにより、回生電力を効率良く利用でき、車両の燃費を向上させることが可能であり、蓄電器の放電電圧が低下した場合でも不具合が生じない車両用補助電源装置を実現することができる。 According to the auxiliary power supply device for a vehicle according to the present invention, it is possible to efficiently use the regenerative power by controlling the voltage and current during charging and discharging of the battery, and to improve the fuel consumption of the battery. Even if the discharge voltage is lowered, it is possible to realize an auxiliary power supply for a vehicle that does not cause a problem.
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明に係る車両用補助電源装置の実施の形態1の構成を示すブロック図である。
この車両用補助電源装置16は、エンジン1に連動して発電し整流して出力するオルタネータ(発電機、交流発電機)2、バッテリ15、及び車両に搭載された負荷12,13,14に並列に接続されている。電圧検出器(第1電圧検出回路)4が、オルタネータ2及びバッテリ15の出力電圧値を検出する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the auxiliary power supply for a vehicle according to the present invention.
The vehicle
車両用補助電源装置16は、オルタネータ2及びバッテリ15から与えられた電力を、スイッチSW1、電流検出器(第2電流検出回路)5及び電流制限回路10を通じて、蓄電器8に充電する。電流制限回路10は、パワーMOSFET(Metal oxide Semiconductor Field Effect Transistor)又はDC/DCコンバータ等を備え、蓄電器8への充電電流値を制御する。
蓄電器8は、例えば、複数の電気二重層キャパシタを直列に接続して構成されている。電圧検出器(第3電圧検出回路)7が、蓄電器8の出力電圧値を検出する。
The auxiliary
The
蓄電器8が放電した電力は、DC/DCコンバータ(変換器)11及びスイッチ(第3スイッチ)SW2を通じて、エンジン1の回転に関連する負荷(例えば、オイルポンプモータ又は冷却水ポンプモータ)3に与えられる。電圧検出器(第2電圧検出回路)6が、DC/DCコンバータ11の出力電圧値を検出する。
DC/DCコンバータ11は、電圧検出器7が検出した蓄電器8の出力電圧値に基づき、電圧検出器6が検出した電圧値が、負荷3の駆動電圧値になるようにDC/DC変換する。
ダイオード(整流回路)Dが、そのアノードがオルタネータ2及びバッテリ15の出力端子に、そのカソードがDC/DCコンバータ11の出力端子にそれぞれ接続されている。
The electric power discharged from the
The DC /
A diode (rectifier circuit) D has an anode connected to the output terminal of the alternator 2 and the
ここで、電流制限回路10が通流させる充電電流値とDC/DCコンバータ11が通流させる放電電流値とは、それぞれの最大値が異なるように設定されており、特に、放電電流の最大値は、充電電流の最大値(第4所定値)より小さく設定されている。これにより、特定の負荷3への給電経路として通流電流に応じた電線(充電側と比較して細径な電線)及びDC/DCコンバータ11が使用でき、また、回生電力を有効に活用することが可能になる。
電流制限回路10は、電流検出器5が検出した充電電流値が、設定された最大値より小さくなるように作動する。
Here, the charging current value passed by the current limiting
The current limiting
車両用補助電源装置16の制御部9は、エンジン1の回転数信号、車速信号、イグニッションスイッチのオン/オフ状態を示す信号、電圧検出器4,6,7が検出した電圧値信号、及び電流検出器5が検出した電流値信号を与えられる。制御部9は、与えられた各信号に基づき、スイッチSW1、SW2をオン/オフ制御し、電流制限回路10及びDC/DCコンバータ11を駆動制御する。
尚、例えば、オルタネータ2の出力電圧値は12.5V〜14.5V、バッテリ15の最大出力電圧値は13Vである。また、スイッチSW1は、電圧検出器4が検出した電圧値が13.5Vを超えているときオンになり、DC/DCコンバータ11の出力電圧値は10V〜12.5Vであり、ダイオードDの順方向電圧降下は0.5Vである。
The
For example, the output voltage value of the alternator 2 is 12.5V to 14.5V, and the maximum output voltage value of the
このような構成の車両用補助電源装置16では、制御部9は、エンジン1の回転数信号に基づき、エンジン1が回転しているか否かを判定し、エンジン1が回転していれば、スイッチSW2をオンにし、DC/DCコンバータ11を作動させ、蓄電器8から放電させて、負荷3に給電する。
制御部9は、蓄電器8から放電させている間、電圧検出器4が検出したオルタネータ2及びバッテリ15の出力電圧値V1を読込み、読込んだ電圧値V1が、例えば13.5V(所定値)より高いか否かを判定する。
制御部9は、電圧値V1が13.5Vより高いとき、スイッチSW1をオンにし、電流制限回路10を作動させて、蓄電器8に充電させる。
In the vehicular auxiliary
The
When the voltage value V1 is higher than 13.5 V, the
制御部9は、エンジン1が回転していないときは、スイッチSW2をオフにし、DC/DCコンバータ11を停止させて、蓄電器8からの放電を停止させる。
車両用補助電源装置16では、上述した動作において、蓄電器8の放電電圧が低下した結果、DC/DCコンバータ11が昇圧した電圧値が、バッテリ15の出力電圧値より0.5Vを超えて下回ったときは、ダイオードDがオンになる。これにより、バッテリ15が出力した電力が、ダイオードDを通じて負荷3に供給される。
When the
In the vehicle
図2は、アイドルストップ車に搭載された車両用補助電源装置16の動作の例を示すタイミングチャートである。
この車両では、特に減速時(図2A)にオルタネータ2を高負荷(界磁電流を増加させる)で稼働させて、加速時及び巡航時より高電圧の回生電力(図2C)を得ており、加速時及び巡航時の稼働負荷を軽減し、燃費を向上させている。車両用補助電源装置16は、この高電圧の回生電力を、スイッチSW1をオンにし(図2E)、電流制限回路10を作動させて、蓄電器8に充電している(図2D)。
FIG. 2 is a timing chart showing an example of the operation of the auxiliary vehicle
In this vehicle, the alternator 2 is operated with a high load (increasing the field current) particularly during deceleration (FIG. 2A), and a high voltage regenerative power (FIG. 2C) is obtained during acceleration and cruise, The operating load during acceleration and cruising is reduced to improve fuel efficiency. The vehicle auxiliary
エンジン1が、停車時に自動的に停止し、アクセル操作又はブレーキ操作により自動的に始動するアイドルストップ車の場合、アイドルストップの場合も含めて、エンジン1が回転していないとき、スイッチSW2をオフにし(図2F)、DC/DCコンバータ11を停止させて、蓄電器8からの放電を停止させる(図2B,D)。これにより、アイドルストップしているときには、蓄電器8からの放電が停止するので、回生電力を有効に使用することができる。
When the
図3は、アイドルストップ車でない車両に搭載された車両用補助電源装置16の動作の例を示すタイミングチャートである。
この車両では、図1に示すスイッチSW2が不要であり、エンジン1の回転時には、DC/DCコンバータ11を作動させて、蓄電器8から放電させている(図3B,D)。また、特に減速時(図3A)にオルタネータ2を高負荷で稼働させて、加速時及び巡航時より高電圧の回生電力(図3C)を得ており、加速時及び巡航時の稼働負荷を軽減し、燃費を向上させている。車両用補助電源装置16は、この高電圧の回生電力を、スイッチSW1をオンにし(図3E)、電流制限回路10を作動させて、蓄電器8に充電している(図3D)。
FIG. 3 is a timing chart showing an example of the operation of the vehicular auxiliary
In this vehicle, the switch SW2 shown in FIG. 1 is unnecessary, and the DC /
図4は、図2,3のタイミングチャートが示す動作において、蓄電器8の放電電圧が低下した場合の動作を示すタイミングチャートである。
ここでは、オルタネータ2及びバッテリ15の出力電圧(主電源部電圧)は12.5Vとする(図4B)。
車両用補助電源装置16では、蓄電器8の放電電圧(キャパシタ電圧)が低下して行くと(図4A)、DC/DCコンバータ11が昇圧した電圧値が12.5Vを下回り(図4C)、負荷3に与えられる電圧も同様に低下する(図4D)。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation when the discharge voltage of the
Here, the output voltage (main power supply voltage) of the alternator 2 and the
In the vehicular
蓄電器8の放電電圧(キャパシタ電圧)が更に低下し(図4A)、DC/DCコンバータ11が昇圧した電圧値が12V迄低下すると(図4C)、ダイオードDがオンになり、オルタネータ2及びバッテリ15の出力電圧(主電源部電圧)(図4B)がダイオードDを通じ、0.5V降下して負荷3に与えられる(図4D)。
この状態(図4C,D)は、車両の減速時にオルタネータ2が出力する高電圧の回生電力(図4B)により、蓄電器8が充電される迄継続する。
When the discharge voltage (capacitor voltage) of the
This state (FIGS. 4C and 4D) continues until the
蓄電器8が回生電力により充電され、その充電電圧(放電電圧)が上昇して行くと、DC/DCコンバータ11が昇圧した電圧値が12Vを超え(図4C)、ダイオードDがオフになり、DC/DCコンバータ11が昇圧した電圧が負荷3に与えられる(図4D)。
DC/DCコンバータ11は、蓄電器8の放電電圧が上昇するに応じて(図4A)、出力電圧を12.5V迄昇圧させ(図4C)、負荷3に与える(図4D)。
When the
The DC /
(実施の形態2)
図5は、本発明に係る車両用補助電源装置の実施の形態2の構成を示すブロック図である。
この車両用補助電源装置16aは、蓄電器8と接地端子との間にスイッチ(第2スイッチ)SW3が接続され、スイッチSW3は、制御部9によりオン/オフに制御され、オフのときは蓄電器8の充放電を停止させる。
スイッチSW2及び負荷3の間に、負荷3に通流する電流を検出する電流検出器(電流検出回路)17が設けられ、電流検出器17が検出した電流値は制御部9へ与えられる。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the auxiliary power supply for a vehicle according to the present invention.
In the auxiliary power supply device 16a for a vehicle, a switch (second switch) SW3 is connected between the
A current detector (current detection circuit) 17 for detecting a current flowing through the
制御部9は、電流検出器17から与えられた電流値Iに基づき、ダイオードD(順方向電圧降下0.5V)がオンになる場合に、ダイオードDを経由した場合の損失(0.5×I)と、電流制限回路10及びDC/DCコンバータ11を経由した場合の損失とを比較する。
Based on the current value I given from the
ここで、電流制限回路10及びDC/DCコンバータ11の損失は、パワーMOSFETのオン抵抗又はコンバータの効率に関連するので、電流値Iの二乗に比例する。従って、電流値Iが所定値I1より大きいときは、ダイオードDを経由した方が損失は小さく、電流値Iが所定値I1より小さいときは、電流制限回路10及びDC/DCコンバータ11を経由した方が損失は小さくなる。
実際には、予め所定値I1を実測又は計算により求めて、制御部9が内蔵する図示しないメモリに記憶させておく。その他の構成は、前述した実施の形態1の構成と同様であるので、説明を省略する。
Here, since the loss of the current limiting
Actually, the predetermined value I1 is obtained in advance by actual measurement or calculation and stored in a memory (not shown) built in the
以下に、このような構成の車両用補助電源装置16aの動作の例を、それを示す図6のフローチャートを参照しながら説明する。
制御部9は、先ず、蓄電器(キャパシタ)8の出力電圧値Vcを電圧検出器7から読込み(S1)、出力電圧値Vcが6Vより高いか否かを判定する(S3)。尚、6Vは、DC/DCコンバータ11が昇圧して12Vを出力することができる最低入力電圧値である。
制御部9は、出力電圧値Vcが6Vより高ければ(S3)、再度、蓄電器8の出力電圧値Vcを電圧検出器7から読込む(S1)。
Hereinafter, an example of the operation of the vehicular auxiliary power supply device 16a having such a configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 showing the operation.
First, the
If the output voltage value Vc is higher than 6V (S3), the
制御部9は、出力電圧値Vcが6Vより高くなければ(S3)、負荷3に通流する電流値Iを電流検出器17から読込み(S5)、電流値Iが所定値I1より小さいか否かを判定する(S7)。
制御部9は、電流値Iが所定値I1より小さくなければ(S7)、そのまま、蓄電器8の出力電圧値Vcを電圧検出器7から読込む(S1)。その結果、ダイオードDがオンし、バッテリ15の出力電圧が、ダイオードD経由で12Vに降圧されて負荷3に与えられる。
If the output voltage value Vc is not higher than 6V (S3), the
If the current value I is not smaller than the predetermined value I1 (S7), the
制御部9は、電流値Iが所定値I1より小さければ(S7)、スイッチSW1をオンにし、スイッチSW3をオフにして、電流制限回路10を作動させた後(S9)、蓄電器8の出力電圧値Vcを電圧検出器7から読込む(S1)。その結果、電流制限回路10を経由したバッテリ15の出力電圧が、DC/DCコンバータ11により12.5Vに昇圧されて、負荷3に与えられる。また、ダイオードDは導通しない。その他の動作は、前述した実施の形態1の動作と同様であるので、説明を省略する。
If the current value I is smaller than the predetermined value I1 (S7), the
1 エンジン
2 オルタネータ(発電機)
3 負荷(エンジンの駆動に関連する負荷)
4 電圧検出器(第1電圧検出回路)
5 電流検出器(第2電流検出回路)
6 電圧検出器(第2電圧検出回路)
7 電圧検出器(第3電圧検出回路)
8 蓄電器
9 制御部
10 電流制限回路
11 DC/DCコンバータ(変換器)
12,13,14 負荷
15 バッテリ
16,16a 車両用補助電源装置
17 電流検出器(電流検出回路)
D ダイオード(整流回路)
SW1 スイッチ
SW2 スイッチ(第3スイッチ)
SW3 スイッチ(第2スイッチ)
1 Engine 2 Alternator (generator)
3 Load (load related to engine drive)
4 Voltage detector (first voltage detection circuit)
5 Current detector (second current detection circuit)
6 Voltage detector (second voltage detection circuit)
7 Voltage detector (third voltage detection circuit)
8
12, 13, 14
D Diode (rectifier circuit)
SW1 switch SW2 switch (third switch)
SW3 switch (second switch)
Claims (7)
前記発電機の出力電圧の値を検出する第1電圧検出回路と、前記発電機から前記蓄電器への電流を制限する電流制限回路と、前記発電機及び該電流制限回路間をオン/オフにするスイッチと、前記蓄電器の出力電圧を変換し、変換した電圧を前記負荷へ出力する変換器と、該変換器の出力電圧を検出する第2電圧検出回路と、前記発電機の出力端子及び前記変換器の出力端子間に接続され、該発電機から変換器への方向を順方向とする整流回路とを備え、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が所定値より高いときに、前記スイッチをオンにし、前記電流制限回路を作動させるように構成してあることを特徴とする車両用補助電源装置。 In an auxiliary power supply for a vehicle, which is connected in parallel to a generator linked to an engine and includes a capacitor that stores electric power to be supplied to a load.
A first voltage detection circuit that detects a value of the output voltage of the generator, a current limit circuit that limits a current from the generator to the capacitor, and turns on / off between the generator and the current limit circuit A switch, a converter that converts the output voltage of the battery, and outputs the converted voltage to the load; a second voltage detection circuit that detects the output voltage of the converter; an output terminal of the generator and the conversion A rectifier circuit connected between output terminals of the generator and having a forward direction from the generator to the converter, and when the voltage value detected by the first voltage detection circuit is higher than a predetermined value, the switch An auxiliary power supply for a vehicle, wherein the current limiting circuit is activated by turning on the power.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09107639A (en) * | 1995-08-07 | 1997-04-22 | Sawafuji Electric Co Ltd | Battery isolator |
| JP2005080466A (en) * | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Japan Radio Co Ltd | Power storage device and power output device including the same |
| JP2008114678A (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Vehicle power supply |
| JP2013062977A (en) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Auxiliary power supply device for vehicle |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09107639A (en) * | 1995-08-07 | 1997-04-22 | Sawafuji Electric Co Ltd | Battery isolator |
| JP2005080466A (en) * | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Japan Radio Co Ltd | Power storage device and power output device including the same |
| JP2008114678A (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Vehicle power supply |
| JP2013062977A (en) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Auxiliary power supply device for vehicle |
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