JP5270931B2

JP5270931B2 - 車両の電気装置

Info

Publication number: JP5270931B2
Application number: JP2008051395A
Authority: JP
Inventors: 邦明生井; 邦彦田中; 淳森本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2028-02-29
Also published as: JP2009213206A; CN101521403B; CN101521403A

Description

本発明は、アイドルストップ機能を備えている車両に好適な電気装置に関する。

アイドルストップ機能は、信号待ちなどの停車中は、エンジンを止めて、燃料の消費を抑える機能であり、近年、多くの車両に採用されている。

このようなアイドルストップに適した車両用電源装置が各種提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−６７６４４公報（図１）

特許文献１の技術は、同公報の図１に示されるように、発電機（１）、電力変換器（５）及び電気負荷（３）を備えた電源装置に、さらに第一バッテリ（２）と第二バッテリ（４）とコントローラ（６）を備えている。そして、アイドルストップ時には、先ず第一バッテリ（２）で電気負荷（３）へ給電し、次に、第一バッテリ（２）と第二バッテリ（４）とで電気負荷（３）へ給電し、その後に第二バッテリ（４）で電気負荷（３）へ給電することを特徴とする。

特許文献１の技術によれば、第一バッテリ（２）を優先的に使用し、第二バッテリ（４）は副次的な使用に留まる。このため、第二バッテリ（４）は小型、軽量化が可能となる。

しかし、２個のバッテリを配置すると、バッテリの収納スペースが嵩み、バッテリの調達費用も嵩む。また、ハーネスの本数も増加する。
特に小型二輪車では２個のバッテリを搭載することは収納の点から好ましくない。
また、小型化の観点で言えば、発電機や電力交換器もできるだけ小さいことが望まれる。
そこで、小型二輪車にも適用可能な電源装置（電気装置）が求められる。

本発明は、小型で軽量な電気装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る車両の電気装置は、アイドルストップ機能を有する車両に搭載されている内燃機関により駆動されて発電する発電機と、この発電機で発生した電力を整流し電圧調整する電力変換器と、この電力変換器で変換された電力の一部が供給されて消費する灯火器と、前記電力変換器で変換された電力の残部が供給されて蓄えるバッテリと、前記発電機が発電状態であるか否かの運転情報を受けて、発電状態であるときには前記電力変換器と前記灯火器とを電気的に導通させると共に前記バッテリと前記灯火器とは電気的に非導通とし、非発電状態であるときには前記電力変換器と前記灯火器とを電気的に非導通にすると共に前記バッテリと前記灯火器とは電気的に導通させる切替部と、を備える車両の電気装置であって、前記切替部は、車速センサの車速情報に基づき、前記発電機が停止する前に前記切替部を作動させて、前記バッテリと前記灯火器とを導通させる制御部を備え、前記電力変換器は、半波整流部にて構成され、前記半波整流のうちプラス側或いはマイナス側の一方は前記灯火器に供給され、他方は前記バッテリに対して供給され、前記車両は、自動二輪車であって、前記灯火器は、常時点灯が義務づけられて前方を照らすヘッドライトであることを特徴とする。

請求項１によれば、電力変換器で生じる半波整流のうち＋側と−側の一方をバッテリ、他方を灯火器に対して供給し、アイドルストップの状態になったときに、バッテリ側から灯火器に対して電力を供給するようにしたので、アイドルストップの有無によらず、灯火器に電力を供給し続けることができると共に、発電機や電力変換器の大型化を招く必要が無くなるので、小型車両に対して好適である。

また、請求項１に係る発明では、半波整流式の電力変換器を採用した。入手容易で、安価な単相半波整流オープン式レギュレータが採用可能であり、電力変換器のコストダウンと小型化とを達成することができる。

加えて、単相半波整流オープン式レギュレータは、単相全波整流ショート式レギュレータや３相全波整流ショート式レギュレータに比較して、フリクションロス（摩擦損失）が少ない低発電フリクションである利点を有する。すなわち、単相半波整流オープン式レギュレータを使用することで、内燃機関側にかかる負荷が軽減され、車両燃費において有利になる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る車両の電気装置の基本構成図であり、車両の電気装置１０は、車両に搭載されている内燃機関１１により駆動されて発電する交流発電機１２と、この交流発電機１２で発生した電力を整流し電圧調整する電力変換器１３と、この電力変換器１３で変換された電力の一部が供給されて消費する電気負荷１４と、電力変換器１３で変換された電力の残部が供給されて蓄えるバッテリ１５と、交流発電機１２が発電状態であるか否かの運転情報を受けて、発電状態であるときには電力変換器１３と電気負荷１４とを電気的に導通させると共にバッテリ１５と電気負荷１４とは電気的に非導通とし、非発電状態であるときには電力変換器１３と電気負荷１４とを電気的に非導通にすると共にバッテリ１５と電気負荷１４とは電気的に導通させる切替部２０と、を備えている。

電力変換器１３は、一般にレギュレータ／レクチファイヤと呼ばれ、交流を直流に整流する作用と電圧を調整する作用とを発揮する。本実施例では、構造が最も簡単である半波整流部で構成されている。詳しい作用は図２で説明する。
電気負荷１４は、灯火器等で構成され、例えばヘッドライト（前照灯）であり、自動二輪車等ではヘッドライトは常時点灯が義務づけられている。

切替部２０は、例えば、Ａ接点２１がバッテリ１５に接続され、Ｂ接点２２が電力変換器１３の出力線に接続されているリレー２３と、このリレー２３を運転情報に基づいて制御する制御部２４とからなる。

図２は電力変換器の出力波形図であり、交流発電機から供給された交流電流のうち、＋（プラス）成分を充電に供し、−（マイナス）成分を電気負荷へ供給する作用を発揮する。正弦波を上半分だけ充電に充てるため、半波整流と呼ぶ。

以上の構成からなる車両の電気装置の作用を次に説明する。
図３は発電状態における作用説明図であり、内燃機関１１が運転状態（○印）にあると交流発電機１２は発電する。発電した電力は、電力変換器１３で処理され（図２参照）、矢印（１）と矢印（２）の流れが交互に発生する。つまり、図２に示す半波整流の＋側の電力はＡ接点２１に印可され、−側の電力はＢ接点２２に印可される。矢印（１）の電流でバッテリ１５は充電され、矢印（２）の電流で、電気負荷１４に給電される。矢印（１）、（２）は微少時間で切り換えられるため、ほぼ連続的に充電と給電が行われる。

車両が信号待ちに入ると、アイドルストップモードに入る。車両がアイドルストップ状態にあるか否かは、図示しない車速センサ等の情報に基づき、制御部２４で判断される。交流発電機１２は発電状態から非発電状態に変わる。このようなモード切替えに際し、制御部２４は、交流発電機１２が停止する前に、リレー２３を作動させて、スイッチをＡ接点２１に切替える（矢印（３））。以降の作動を次図で説明する。

図４は非発電状態における作用説明図であり、Ａ接点２１がオンになったため、矢印（４）、（５）のように、バッテリ１５から電気負荷１４へ給電される。電気負荷１４がヘッドライトであれば、アイドルストップ中であっても点灯させることができる。アイドルストップモードが解除され、内燃機関１１が始動すれば、図３に示すように、充電が再開され、電力変換器１３による電気負荷１４への給電が再開される。

次にアイドルストップ中は電気負荷に給電が行われない例を比較例とし、この比較例と本発明に係る実施例とを比較検討する。
図５は比較例と実施例とを掲載した図であり、（ａ）に示す比較例での電気装置１００は、車両に搭載されている内燃機関１１１により駆動されて発電する交流発電機１１２と、この交流発電機１１２で発生した電力を整流し電圧調整する電力変換器１１３と、この電力変換器１３で変換された電力の一部が供給されて消費する電気負荷１１４と、電力変換器１３で変換された電力の残部が供給されて蓄えるバッテリ１１５とからなる。

交流発電機１１２が発電状態にあるときには、電気負荷１１４とバッテリ１１５に電力が供給され続ける。電気負荷１１４がヘッドライトであれば、ヘッドライトが点灯し続ける。一方、アイドルストップ中は交流発電機１１２が非発電状態になるため、電気負荷１１４とバッテリ１１５に給電が行われない。そのため、ヘッドライトは消灯する。

これに対して、（ｂ）に示す実施例では制御部２４でＡ接点２１にスイッチを切替えさせて、バッテリ１５で電気負荷１４へ給電するため、ヘッドライトは連続点灯が維持される。つまり、（ｂ）に示す実施例においては、アイドルストップ中に拘わらず、ヘッドライト等の電気負荷に対して電力を供給し続けることができる。

本発明における電気装置の効果をさらに詳細に説明するために、図６に示すような別の比較例を示す。
図６は別の比較例を示す図であり、この図に示す構成では、電力変換器１１３の出力側に電気負荷１１４及びバッテリ１１５が接続されている。該構成によれば、発電機１１２の運転中には、そこで発電された電力が電力変換器１１３を介して電気負荷１１４及びバッテリ１１５に供給され、一方、車両がアイドルストップ状態では、バッテリ１１５からの電力が電気負荷１１４に供給されるので、アイドルストップ状態に関らず電気負荷１１４に対して電力を供給し続けることができる。

しかし、図６に示す構成では、電力変換器１１３の出力側に電気負荷１１４と共にバッテリ１１５が接続されているので、これらの負荷に対して供給すべき電力は必然的に大きくなり、発電機１１２の大型化及び電力変換器１１３の大容量化を招き、重量面やコストの面において課題が生じることがある。

これに対して、本発明の構成では、電力変換器１１３で生じる半波整流のうち＋側をバッテリ、−側を電気負荷に対して供給し、アイドルストップの状態になったときに、バッテリ側から電気負荷に対して電力を供給するようにしたので、アイドルストップの有無によらず、電気負荷１１４に電力を供給し続けることができると共に、発電機１１２や電力変換器１１３の大型化を招く必要が無くなるので、小型車両に対して好適である。

そして、（ａ）と（ｂ）から明らかなように、（ａ）に切替部２０を付加するだけで（ｂ）を得ることができる。（ａ）に示す電気装置１００は、小型二輪車に広く採用されている安価な装置である。このような電気装置１００に切替部２０を加えるだけで（ｂ）に示す電気装置１０を得ることができるから、本発明の電気装置１０は、極めて容易に且つ安価に製造することができる。

尚、本発明の電気装置は、小型二輪車に好適であるが、中型自動二輪車、大型自動二輪車に適用することは可能である。

本発明の電気装置は、小型二輪車に好適である。

本発明に係る車両の電気装置の基本構成図である。電力変換器の出力波形図である。発電状態における作用説明図である。非発電状態における作用説明図である。比較例と実施例とを掲載した図である。別の比較例を掲載した図である。

符号の説明

１０…車両の電気装置、１１…内燃機関、１２…発電機（交流発電機）、１３…電力変換器、１４…電気負荷、１５…バッテリ、２０…切替部、２１…Ａ接点、２２…Ｂ接点、２３…リレー、２４…制御部。

Claims

アイドルストップ機能を有する車両に搭載されている内燃機関により駆動されて発電する発電機と、この発電機で発生した電力を整流し電圧調整する電力変換器と、この電力変換器で変換された電力の一部が供給されて消費する灯火器と、前記電力変換器で変換された電力の残部が供給されて蓄えるバッテリと、前記発電機が発電状態であるか否かの運転情報を受けて、発電状態であるときには前記電力変換器と前記灯火器とを電気的に導通させると共に前記バッテリと前記灯火器とは電気的に非導通とし、非発電状態であるときには前記電力変換器と前記灯火器とを電気的に非導通にすると共に前記バッテリと前記灯火器とは電気的に導通させる切替部と、を備える車両の電気装置であって、
前記切替部は、車速センサの車速情報に基づき、前記発電機が停止する前に前記切替部を作動させて、前記バッテリと前記灯火器とを導通させる制御部を備え、
前記電力変換器は、半波整流部にて構成され、前記半波整流のうちプラス側或いはマイナス側の一方は前記灯火器に供給され、他方は前記バッテリに対して供給され、
前記車両は、自動二輪車であって、
前記灯火器は、常時点灯が義務づけられて前方を照らすヘッドライトであることを特徴とする車両の電気装置。