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課題

加速時或いは登時等、エンジンエネルギー車両駆動に有効に割くべき時に電力負荷によってそのエネルギーが消費されて車両駆動に有効に割かれないということがないようにする。

解決手段

発電機4と電池6からなる電源供給装置1と、カーナビゲーション装置等の電装機器2との間に電源供給制御装置3を介在させる。該電源供給制御装置3は、蓄電器11と、電源供給装置1からの出力電圧による蓄電器11への充電をする充電制御部12と、電装機器2への電力供給状態を蓄電器11から電力を供給する状態と電源供給装置1から電力を供給する状態との間で切り換え切換手段13と、エンジンの負荷状況及び蓄電器の蓄電残量についての検知信号に従って上記充電制御部12と切換手段13を制御する制御装置14とからなる。

概要

背景

車両は、一般にカーオーディオ装置カーナビゲーション装置等の電装機器装備している。そして、これ等カーオーディオ装置、カーナビゲーション装置等の電装機器は、当然に電力消費する。そして、従来においては、その電力は、ただ単純に車両が本来的に内蔵する電源供給装置から供給を受けるようにされていた。

即ち、車両は、一般に、鉛蓄電器等の2次電池を有し、更にエンジン回転力を受けて発電する発電機を有し、その発電機の出力電圧によりその2次電池を充電するようにされ、また、その車両内部のエンジン始動用スタータモータ灯具、その他走行等に必要な各部に供給され、また、カーオーディオ装置、カーナビゲーション装置等の電装機器にも供給されていた。

概要

加速時或いは登時等、エンジンのエネルギー車両駆動に有効に割くべき時に電力負荷によってそのエネルギーが消費されて車両駆動に有効に割かれないということがないようにする。

発電機4と電池6からなる電源供給装置1と、カーナビゲーション装置等の電装機器2との間に電源供給制御装置3を介在させる。該電源供給制御装置3は、蓄電器11と、電源供給装置1からの出力電圧による蓄電器11への充電をする充電制御部12と、電装機器2への電力供給状態を蓄電器11から電力を供給する状態と電源供給装置1から電力を供給する状態との間で切り換え切換手段13と、エンジンの負荷状況及び蓄電器の蓄電残量についての検知信号に従って上記充電制御部12と切換手段13を制御する制御装置14とからなる。

目的

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請求項1

車両のエンジンの回転により発電する発電機及び該発電機の発電電力蓄電する電池を備え該電池の出力電圧電源として供給する電源供給装置と、上記車両内に設けられ電力消費する電装機器との間に介在する電源供給制御装置であって、蓄電器と、上記電源供給装置からの出力電圧による上記蓄電器への充電をする充電制御部と、上記電装機器への電力供給状態を上記蓄電器から電力を供給する状態と上記電源供給装置から電力を供給する状態との間で切り換え切換手段と、車両のエンジンの負荷状況及び蓄電器の蓄電残量についての検知信号に従って上記充電制御部と上記切換手段を制御する制御装置と、を有することを特徴とする車両用電源供給制御装置

請求項2

前記制御装置は、前記エンジンの負荷が重いとき及び/又は前記蓄電器の蓄電残量が多いときは、前記電源供給装置から前記蓄電器への充電を禁止するように充電制御部を制御し及び/又は前記電装機器への電力供給状態を前記蓄電器から電力を供給する状態になるよう前記切換手段を制御するようにされ、前記エンジンの負荷が軽いとき及び/又は前記蓄電器の蓄電残量が少ないときは、前記電源供給装置から前記蓄電器への充電をさせるように充電制御部を制御し及び/又は前記電装機器への電力供給状態を前記電力供給装置から電力を供給する状態になるよう前記切換手段を制御するようにされてなることを特徴とする請求項1記載の車両用電源供給制御装置。

請求項3

車両の負荷状況は、車両の車速信号アクセル開度信号エンジン回転数エンジン燃料噴射量、制動装置制御信号等の走行制御信号を検出する信号に基づいて検知するようにしてなることを特徴とする請求項1又は2記載の車両用電源供給制御装置。

請求項4

電装機器として少なくともカーナビゲーション装置を有し、GPS(Global Positionig System)による位置測位装置からの位置/速度情報に基づいて車両の加減速状況を判定し、その判定結果を前記エンジンの負荷の重さの判定に用いることを特徴とする請求項3記載の車両用電源供給制御装置。

請求項5

加速度センサを有し、その出力前記エンジンの負荷の重さの判定に用いることを特徴とする請求項3記載の車両用電源供給制御装置。

請求項6

前記GPSによる位置測位装置からの位置/速度情報の他にに、地図データの道路形状情報道路傾斜情報をも参酌して車両の加減速状況を判定し、その判定結果を前記エンジンの負荷の重さの判定に用いることを特徴とする請求項4記載の車両用電源供給制御装置。

請求項7

操作されてその操作内容に応じた制御内容に制御させる操作手段を有することを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の車両用電源供給制御装置。

技術分野

0001

本発明は、車両用電源供給制御装置、特に、車両のエンジンの回転により発電する発電機及び該発電機の発電電力蓄電する電池を備え該電池の出力電圧電源として供給する電源供給装置と、上記車両内に設けられ電力消費する電装機器との間に介在する電源供給制御装置に関する。

背景技術

0002

車両は、一般にカーオーディオ装置カーナビゲーション装置等の電装機器を装備している。そして、これ等カーオーディオ装置、カーナビゲーション装置等の電装機器は、当然に電力を消費する。そして、従来においては、その電力は、ただ単純に車両が本来的に内蔵する電源供給装置から供給を受けるようにされていた。

0003

即ち、車両は、一般に、鉛蓄電器等の2次電池を有し、更にエンジンの回転力を受けて発電する発電機を有し、その発電機の出力電圧によりその2次電池を充電するようにされ、また、その車両内部のエンジン始動用スタータモータ灯具、その他走行等に必要な各部に供給され、また、カーオーディオ装置、カーナビゲーション装置等の電装機器にも供給されていた。

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、車両の発電機は通常レギュレータを備え、車両の電力消費量及び2次電池の充電状況により発電量を制御されるようになっているが、この発電量制御は車両の加減速状況に関係なく行われる。従って、加速時、或いは登時のようにエンジンの出力を有効に車両運動駆動力振り分けたい場合であっても消費される電力負荷が大きいときはエンジンの出力の相応分が発電に費やされてしまうという不都合がある。

0005

また、発電機は上記レギュレータにより出力電圧が通常約14Vを保つように制御されるが、種々の原因でその出力電圧は変動する。変動が最も激しいのは始動時である。これから始動するときはエンジンが作動していないから発電機の出力電圧は0であり、このとき電装機器への電源は2次電池のみによって供給され、しかも、スタータモータは多大な電力を消費するため、その電源電圧は低い。そして、エンジンが作動し始めるとエンジンの出力軸ベルトで繋がれている発電機は回転し、その出力電圧が上昇する。発電機の回転数エンジン回転数が上がれば上がり、下がれば下がり、そして、発電機の出力電圧はその回転数により変動するので、エンジンの回転数によって発電機の出力電圧が大きく変動する。また、大きな負荷変動(例えばエアーコンデッショナー、ライト等電力消費量の大きな電装機器等のオンオフ等による負荷変動)があると、上記レギュレータがその大きな変動に追随できず出力電圧の変動が生じるのである。

0006

従って、カーオーディオ装置等の電装機器はそのような電源電圧の大きな変動に対しても支障無く本来の性能を充分に発揮できるように設計することが要求されるが、その要求に応えることは必ずしも容易なことではない。従って、カーオーディオ装置等の電装機器に対して電源電圧として供給する電圧の安定化を図る必要性があったが、従来においてはその必要性には充分に応えることができなかった。依って、受ける電源電圧の変動によりカーオーディオ装置、カーナビゲーション装置等は特性を充分に発揮できなくなる等のトラブルを起こし易いという問題もあった。

0007

また、カーナビゲーション装置やカーオーディオ装置等の電装機器は、使用態様にもよるが、一般に相当に大きく電力を消費する。従って、上記2次電池がカーオーディオ装置等の使用により蓄電残量がどんどん減ってゆく可能性があり、そのため、車両が走行不能になることがしばしばあった。所謂、バッテリが上がるという現象がそれである。そして、従来においては、2次電池の蓄電残量が減ってもカーオーディオ装置等の電装機器への電力供給制止されるということがなかったので、蓄電残量が低下しているにも拘わらずカーオーディオ装置等の電装機器を使用し続けてうっかりバッテリを上げてしまうと言うことも少なくなかった。

0008

また、従来においては、制動時、降坂等速時等のエネルギー熱エネルギーの形で消耗されてしまいそのエネルギーの回生ができないと言う問題もあった。

0009

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたものであり、一つの目的は、加速時或いは登坂時等、エンジンのエネルギーを車両駆動に有効に割くべき時に電力負荷によってそのエネルギーが消費されて車両駆動に有効に割かれないということがないようにすることにあり、他の目的は、エンジンの負荷変動により電装機器に電源電圧として印加される電圧が変動することを防止することにあり、更に他の目的は、車両の電源供給装置内の電池の蓄電残量が低下しているにも拘わらず電装機器により電力を消費し続けて蓄電残量が最低必要量以下になり走行不能になるという事態を生じにくくすることにあり、更に他の目的は、車両の制動エネルギー或いは減速エネルギーを回生できるようにしてエネルギーの利用効率を高めることにある。

課題を解決するための手段

0010

請求項1の車両用電源供給制御装置は、発電機及び電池からなる電源供給装置と、電装機器(例えばカーオーディオ装置或いはカーナビゲーション装置等)との間に介在する電源供給制御装置であって、蓄電器と、上記電源供給装置からの出力電圧による上記蓄電器への充電をする充電制御部と、上記電装機器への電力供給状態を上記蓄電器から電力を供給する状態と上記電源供給装置から電力を供給する状態との間で切り換え切換手段と、エンジンの負荷状況及び蓄電器の蓄電残量に従って上記充電制御部と上記切換手段を制御する制御装置を有することを特徴とする。

0011

従って、請求項1の車両用電源供給制御装置によれば、例えば、エンジンの軽負荷時及び/又は蓄電器の蓄電残量が少ないときには、車両自身の持つ電源供給装置からの電力を電装機器に供給するようにし及び/又は電源供給装置からの電力でその蓄電器を充電するようにし、また、逆に、エンジンの重負荷時及び/又は蓄電器の蓄電残量が多いときには該蓄電器からの電力を電装機器に供給するようにし及び/又は電源供給装置から蓄電器への充電を禁止するように制御することにより、エンジンの出力の車両駆動力と発電機の発電力とへの振り分けを適切にすることができ、また、電装機器への電源電圧のエンジンの負荷変動による変動を軽減することができる。

0012

依って、加速時或いは登坂時等エンジンの出力をより有効に車両の駆動に割かなければならないときに、電力負荷を蓄電器から供給し、エンジンの出力をより有効に車両の駆動に割くようにすることができる。また、減速時或いは降坂時等車両の駆動に割くエンジンの出力が少なくて済む時は、エンジンの出力の発電機の発電に割く割合を大きくし、上記蓄電器を発電機により充電しておくことができる。

0013

また、電装機器に電源電圧として印加される電圧の安定化を図ることができるので、電装機器(例えばカーオーディオ装置或いはカーナビゲーション装置等)の性能、特性を有効に発揮させることができる。また、車両自身の電源供給装置内の電池の蓄電残量が許容限度以下になる可能性を顕著に低減できる。そして、車両の制動時或いは減速時には、電源供給装置側からの電力を電源供給制御装置内の蓄電器への充電及び電装機器への供給に使用することにより制動エネルギー、減速エネルギーを回生でき、機械的ブレーキへの負担を軽くし、従来無駄に熱エネルギーとして放出されていたエネルギーの有効利用を図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0014

本発明は、基本的には、エンジンの回転により発電する発電機、例えばオルタネータ発電機及びその発電電力を蓄電する電池からなる電源供給装置と、電装機器(例えばカーオーディオ装置或いはカーナビゲーション装置等)との間に介在する電源供給制御装置であって、蓄電器と、上記電源供給装置からの出力電圧による上記蓄電器への充電をする充電制御部と、上記電装機器への電力供給状態を上記蓄電器から電力を供給する状態と上記電源供給装置から電力を供給する状態との間で切り換える切換手段と、エンジンの負荷状況及び蓄電器の蓄電残量に従って上記充電制御部と上記切換手段を制御する制御装置を有するものであり、従来直結していた、車両自身に本質的に内蔵されている電源供給装置と例えばカーオーディオ装置或いはカーナビゲーション装置等との間に、電源供給制御装置を介在させることに本発明の大きな特徴がある。

0015

本発明の一つの前提は、適用される車両が、ガソリンエンジンディーゼルエンジン等の内燃機関を車両の動力源とし、更にその動力の一部を電力に変える発電機を備え、その発電機により充電される例えば鉛蓄電池等の電池を有しており、その電池の出力が車両の各種電気部品、例えばスタータモータ、灯具等、車両制御用の各種電子回路等に電源電圧等として供給されるようになっていることである。その場合、エンジンが電子制御エンジンであれば、そのエンジン制御に用いられる各種制御信号或いは各種検知信号を負荷状況の把握に利用することが可能になり、より好ましいと言える。そして、本発明の実施のために既存の電源供給装置に変更を加えることを必要としない、即ち、車両の電源供給装置は既存のものをそのまま利用することができるのである。

0016

そして、電源供給制御装置がその発電機及び電池からなる電源供給装置との間に設けられる電装機器の最も一般的なものは、カーオーディオ装置或いはカーナビゲーション装置等である。尚、カーナビゲーション装置を有する場合には、そのカーナビゲーション装置が車両自身の位置、速度等を検出する機能を有するので、その機能を電源供給制御装置による電力制御に利用することができ得る。これについては後で述べる。

0017

電源供給制御装置は、充電可能な蓄電器を有し、その蓄電器としては、2次電池等の化学蓄電器及び充電器を用いることができるが、その他にフライホィール等の電力運動エネルギー変換を利用した蓄電器や超伝導を用いた蓄電器を用いることができる。即ち、電源供給制御装置は外部から供給される電力を蓄電し、必要に応じて蓄電した電力を放出することができればどのような種類のものでも良い。

0018

充電制御部は電源供給装置と蓄電器との間に介在し、制御装置により制御されて電源供給装置から蓄電器への充電を許容したり禁止したりする。切換手段は電装機器と、蓄電器及び電源供給装置との間に介在し、制御装置により制御されて電装機器への電源供給側を蓄電器と電源供給装置との間で切り換える役割を果たす。

0019

制御装置は、車両のエンジンの負荷状況と、蓄電器の蓄電残量状況に基づいて上記充電制御部及び切換手段を制御する。そして、車両の走行状況は、エンジンの負荷状況であり、例えば、重負荷、普通負荷軽負荷というように負荷状態を3種類に分け、そのいずれにあるかを制御内容を決定する一つの条件とする。更に、その3種類に始動という負荷状態を追加し、4種類の負荷状態のいずれにあるかを制御内容を決定する一つの条件とするようにしても良い。

0020

また、制御装置による制御内容決定する別の条件は、電源供給制御装置の蓄電残量であり、その残量を例えば4つのゾーン[FULL(100〜90%)、Mid−Hi(90〜50%)、Mid−Lo(50〜10%)、Empt(10〜0%)]に分け、そのいずれかにあるかを制御内容を決定するもう一つの条件にするのである。図3はその二つの条件によりどのように制御するかの一例を表にして示すものであるが、この例は飽くまで一例に過ぎず、種々の態様があり得ることは言うまでもない。

0021

電源供給制御装置内の蓄電器の蓄電残量のゾーン検出は、例えば、蓄電器の端子電圧を検知し、その検知結果がどのゾーンに属するかを判定すること等により為し得る。車両のエンジンの負荷状況の検出は、例えば、加速時(更には始動時)は重負荷、減速時(更には制動時)は軽負荷、それ以外の等速運転時は普通負荷と一般には判断でき、それは電子制御エンジンを持つ車両の電子制御システムそのものの機能を利用して為し得る。

0022

また、電子制御エンジンの場合、エンジンの電子制御のため、吸入空気量センサエンジン回転センサスロットルポジションセンサO2センサ等を備えており、これら各種センサからの検出信号を基に燃料噴射量等を制御するのが一般的であるが、これらセンサの少なくとも一部の出力を電源供給制御装置の制御装置による切換手段、充電制御部の制御に用い得る。

0023

具体的には、先ず、スロットルポジションセンサの出力信号の利用が考えられる。スロットルポジションセンサは、元々、スロットルブルブの開度を示すものであり、その開度を例えば、全閉、開度中、開度大の三つの状態に分け、そのいずれに属するかを示す信号を得るようにし、その信号を以てエンジンの負荷状況を示す信号として扱うのである。

0024

即ち、ドライバーは加速若しくは登坂の時にはアクセルペダルを踏み込むことによりスロットル開度を大きくしてエンジン出力を上げるし、減速若しくは降坂の時にはアクセルペダルの踏み込みを浅くしてスロットル開度を小さくし、ポンピングロスを増大させてエンジンブレーキを利かせる。従って、スロットルポジションセンサの出力は車両のエンジンの負荷状況を比較的簡便且つ適切に反映するといる。

0025

それ以外に、インテークマニホールド内圧信号インジェクタ開弁信号等もエンジンの負荷状況を検出する信号として利用することができる。また、エンジン回転数信号ブレーキランプ信号等も負荷状況の把握に併用するとより適切な制御ができる。

0026

これらは、電子制御エンジンを持つ車両の電子制御システムを活用するものであるが、車両のカーナビゲーション装置の機能を利用して負荷状況の把握をすることも可能である。カーナビゲーション装置は元来GPS(Global Positionig System:汎世界測位ステム)を利用し、更には、ヨーレートジャイロセンサ、車速センサの出力を併用して車両自身の位置を測定するという機能を有している。従って、その位置の単位時間あたりの変位(即ち、車速)を常に計測することにより加減速を求めることができるので、それを負荷状況を示す信号として利用できるのである。

0027

その場合、カーナビゲーション装置には本発明の実施のために新たな設計が必要となるが、元来、電源供給制御装置は電源供給装置とは異なり、カーナビゲーション装置等を製造する電子機器メーカーで供給することができ、車両メーカーに設計、製造変更を求め無くて済む。但し、測位位置の単位時間あたりの変位(車速)から負荷状況を把握する方法には、坂を走行するときに負荷状況の的確な把握が難しいという問題がある。というのは、同じ速度でも上り坂だとエンジンの負荷が重くなり、下り坂だとエンジンの負荷が軽くなるから、車速の変化(加減速)からだけではエンジンの負荷を的確に判断することができないからである。

0028

そこで、カーナビゲーション装置の持つ道路地図データ道路標高度情報若しくは道路傾斜情報をも併せて持たせ、GPS等により車両自身の現在位置を求めると共に、道路の現在車両自身が走行しているところが平坦なところなのか、上り坂なのか、下り坂なのか、更には、上り坂或いは下り坂の場合において傾斜の度合いはどの程度なのかの傾斜情報を求め、車速と傾斜の両方の情報からエンジンの負荷状況を検出し、それを制御に使用するようにすると良い。また、気圧センサの出力を求め、その出力の変化から傾斜情報を得るようにすることも為し得る。

0029

尚、上述したように、電源供給制御装置は、制御装置が、電源供給制御装置以外の他の機器、即ち電子制御エンジンの場合の電子制御システムやカーナビゲーション装置から各種信号受け取り、それに基づいて充電制御部、切換手段を制御する制御信号を発するようにしても良いが、電源供給制御装置自身が制御装置による充電制御部、切換手段の制御に必要な検知手段の少なくとも一部を持つようにしても良い。

0030

電源供給制御装置自体がGPS等の位置測位装置などを持ち、他の機器から一切信号をもらうことなく独立して(他に依存することなく)電力供給制御を行うようにするのがその一例であり、そのようにしても良いのである。更に、カーナビゲーション装置内に本電源供給制御装置を一体化して車両に装備するような実施形態をとりうる。

0031

また、電源供給制御装置にその一部を成すものとして、車両の進行(前後)方向における加速度(減速度も含む広義)を検知する加速度センサを設け、このセンサの出力を負荷状況の把握に用いるようにする実施形態も採り得る。この場合には、制御のためのカーナビゲーション装置との連携(カーナビゲーション装置への依存)を一切必要としない。尚、加速度センサは車両水平面に沿うように設置されることが望ましいが、多少その水平面に対して傾きを以て設置してもその傾きを補正できる機能を持たせれば実用が充分に可能である。

0032

尚、図3は加速度センサにより加速度を検出した場合における、出力の正負のを説明するものであり、(A)は基本説明図、(B)は水平走行前進加速の場合(加速度センサの出力が+)、(C)は水平走行前進減速の場合(加速度センサの出力が−)、(D)は一定速走行登坂の場合(加速度センサの出力が+)、(E)は一定速走行降坂の場合(加速度センサの出力が−)を示す。

0033

加速度センサは、図3(B)に示すように、車両が水平に前進加速を行うときは後ろ向きの慣性力が作用する。そして、慣性力が後ろ向きの時には出力が+に、前向きの時には出力がマイナスになるようになっているので、この場合、出力が+の値になる。図3(C)に示すように、前進減速の場合には、前向きの慣性力が作用するので、そのときの出力が−の値になる。

0034

また、図3(D)に示すように、車両が一定速度で登坂するときは、加速度センサには後ろ向きに重力が作用するので、出力が+になり、図3(E)に示すように、車両が一定速度で降坂するときは、加速度センサには前向きに重力が作用するので、出力が−になる。このように、加速度センサを設けると、比較的簡単でしかも坂の有無に関係なくエンジンの負荷を的確に検出することが可能となる。

0035

ところで、これまで述べたのは、電源供給制御装置の制御装置が自動的に制御を行うものであり、当然のことながら、制御は自動的に行うようにすることが原則なのであるが、例外的に車両運転者自己意思に基づき充電制御部、切換手段を直接制御することができ得るようにしても良い。というのは、自動制御は時として使用者の意思に合致しない場合があるからである。

0036

また、電源供給制御装置の機能を補足することができる。例えば、電源供給制御装置が本発明の実施の形態の一つである、車速情報のみからエンジンの負荷状況を判断するようになっているような場合、自動制御は時として使用者の意思に合致しないことがある。坂に関しての情報を得てそれを負荷状況の判定に寄与しないタイプの電源供給制御装置である場合には、登坂或いは降坂に対して的確な対応が不可能である。従って、ドライバが自己の判断に基づいて制御できるようにする必要性も無視できない。

0037

そこで、ドライバが操作する操作スイッチ、レバー類を設け、それを操作すると、制御装置が他の検知信号に優先してそのドライバの操作による信号に基づいて充電制御部、切換手段を制御するようにするのである。そのような手動による操作をしてドライバの意思を制御に反映させるようにした場合、例えば降坂のときに操作レバーを操作して充電制御部を充電状態に切り換えて蓄電器に充電させて降坂のエネルギーを回生したり、或いはカーオーディオ装置或いはカーナビゲーション装置等への電力供給に割いたりすることができる。この操作スイッチ、レバー類による操作は2段階操作できるようにしても良いし、多段階操作できるようにし、充電の度合いを多段階で変化させ得るようにしても良い。

0038

以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説明する。図1(A)、(B)は本発明車両用電源供給制御装置の第1の実施例を示すもので、(A)は電源供給制御装置の構成を示す回路ブロック図、(B)は電源供給制御装置、電源供給装置及び電装機器を示す構成図である。

0039

図面において、1は電源供給装置で、エンジンを動力源として発電する発電機とその発電電力により充電される電池等からなる。2は車両内に設けられた電装機器で、例えばカーナビゲーション装置等からなる。3は該電源供給装置1と該電装機器2との間に設けられた本発明の第1の実施例である電源供給制御装置である。

0040

先ず、電源供給装置1の構成について説明する。4は発電機で、エンジン5を動力源として回転して発電する。6は該発電機4の発電電力により充電される2次電池(例えば鉛蓄電池)で、この電池6は元来車両の走行に必要な図示しないスタータモータや灯具等に電源電圧を供給するものであるが、更に、例えばカーナビゲーション装置、カーオーディオ装置等の実装機器にも電源電圧として供給するものである。尚、本実施例のエンジン5は電子制御方式のものであり、7はそのエンジン5を電子制御するエンジン制御器である。

0041

次に、電装機器を成すカーナビゲーション装置2について説明する。8は該カーナビゲーション装置2の本体、9はディスプレイ、SR、SLはスピーカ、10はGPSアンテナである。

0042

次いで、本発明の第1の実施例である電源供給制御装置3について説明する。11は電源供給制御装置3を構成する蓄電器で、充放電可能であればどのようなタイプのものであっても良いことは実施の形態の項で説明したとおりである。12は充電制御部で、電源供給装置1と蓄電器11との間に介在し、後述する制御装置(14)により充電制御され電源供給装置1による蓄電器11への充電を許容したり禁止したりする。

0043

13は切換器(切換手段)で、後述する制御装置(14)により制御されて、電源供給装置1及び蓄電器11と、電装機器2との間に介在し、蓄電器11から電装機器2に電源電圧を供給する切換状態と、電源供給装置1から電装機器2に電源電圧を供給する切換状態との間で状態の切り換えを行う。

0044

14は制御装置で、上記充電制御部12を充電制御すると共に、上記切換器13を切換制御する。15は本電源供給制御装置3が内蔵する内蔵センサ、具体的には加速度を検出する加速度センサであり、前述の通りどの方向の加速度を受けるかに応じて正か負かのいずれかになり、加速度に応じた大きさの信号を出力する。16はドライバが電源供給制御装置3を直接制御する操作入力装置であり、例えば操作レバーからなる。

0045

制御装置14は、本実施例においては、原則的には、上記加速度センサ15により検出した加速度に関する信号と、蓄電器11の蓄電残量を示す信号とに基づいて、図2に示す表に従って充電制御部12と切換器13を制御するが、ドライバ等が操作部16を操作すると、その操作内容に応じた制御を行うようになっている。このドライバ等による操作部16の操作が為された場合については既に発明の実施の形態の項で説明済みであるので、重ねて説明をしない。

0046

ここで、制御装置14による制御を図2に示す表に従って説明する。この表は、横方向にエンジン負荷状況を取り、縦方向に蓄電器11の蓄電残量を取り、そのエンジン負荷状況と蓄電残量とに基づいて充電制御と切換制御とをどのように行うかを示すものであり、電源の欄が内部とあるのは、電源供給制御装置3内の蓄電器11の電圧を電装機器2に印加するようにすることを表すものであり、外部は電源供給装置1からの電圧を電装機器に印加するようにしたことを表すものである。また、充電の欄の×は電源供給装置1から蓄電器11への充電を禁止することを示し、○は電源供給装置1による充電器11への充電を許容することを意味する。

0047

本例では、負荷状態を3種類に、即ち、重負荷、普通負荷、軽負荷に分け、更に、始動を別枠にしている。また、蓄電残留を4つの状態に、即ちFULL、Mid−Hi、Mid−Lo、Emptに分けている。重負荷は加速度センサ15の出力が+で、絶対値が予め設定した基準よりも大きいとき[図3(B)、(D)参照]場合であり、この場合では、蓄電残量がEmpt以外の時は電装機器2への電源電圧の供給を蓄電器11に委ねる。Emptの時は電源供給装置1により電装機器2への電源供給を行う。また、重負荷時には蓄電器11への充電は一切行わない。

0048

普通負荷は、加速度センサ15の出力の絶対値が予め設定した基準よりも小さいときであり、この場合、制御装置14は蓄電器11の蓄電残量がFULL又はMid−Hiと、Mid−Lo又はEmptとのいずれかによって制御内容を決める。具体的には、FULL又はMid−Hiならば蓄電器11の電圧を電装機器2に供給するようにすると共に、蓄電器11への充電は禁止する。また、Mid−Lo又はEmptならば電源供給装置1から電装機器2に電源電圧を供給する状態にし、更に、蓄電器11への充電を許容する。

0049

軽負荷は加速度センサ15の出力が−で、絶対値が予め設定した基準よりも大きいとき[図3(C)、(E)参照]場合であり、この場合では、蓄電残量がどんな状態でも電装機器2への電源電圧の供給を電源供給装置1に委ねる。また、充電については、FULLの時にはそれを禁止するが、それ以外の時は、充電を許容する。

0050

尚、始動の時には、電装機器2への電源供給は電源供給装置1によらず、蓄電器11により行い、また、蓄電器11への充電は始動時には一切行わないようにすると良い。ところで、操作部16が操作された場合には、その操作部16による操作内容を実現するようにしても良いこと、発明の実施の形態のところで述べたとおりである。

0051

このような電源供給制御装置3を設けることにより、電源供給制御装置3内の蓄電器11に蓄電残量がある限り、エンジンの出力を必要に応じて車両の駆動力に有効に振り分けることができる。即ち、加速時或いは登坂時等エンジンの出力をより有効に車両の駆動に割かなければならないときに、電力負荷を蓄電器から供給し、エンジンの出力を車両の駆動に割くようにすることができる。また、減速時或いは降坂時等車両の駆動に割くエンジンの出力が少なくて済む時は、エンジンの出力の発電機の発電に割く割合を大きくし、上記蓄電器を発電機により充電しておくことができる。

0052

また、電源供給制御装置3を設けることにより電装機器2への電源電圧の安定供給をすることができる。即ち、電源供給装置1の出力電圧はエンジンの回転数、車両のエンジン負荷状況等に応じて変動しやすいが、蓄電器11に蓄電残量がある限り、状況に応じて蓄電器11から電装機器2へ電力を供給したり、電源供給装置1から電装機器2へ供給したりすることができるので、電装機器2への電源電圧の安定供給をすることができる。

0053

また、軽負荷時には、電源供給装置1から蓄電器11への充電を行うことができるので、重負荷時等において必要となる蓄電器11から電装機器2への電源電圧の供給に備えることができのである。

0054

更に、減速時、制動時における減速エネルギーを蓄電器11に充電することにより回生することができ、減速エネルギーを熱エネルギーとして消耗する無駄をなくすことができ、機械的ブレーキ装置摩耗等を軽減することができる。そして、電源供給制御装置3内の蓄電器11が電源供給装置1と電装機器2との間に介在して電源供給装置1内の2次電池6に対してバッファとして機能し、電源電圧の安定供給に寄与する。つまり、従来においては、2次電池の蓄電残量が減ってもカーオーディオ装置等の電装機器への電力供給が制止されるということがなかったので、蓄電残量が低下しているにも拘わらずカーオーディオ装置等の電装機器を使用し続けてうっかりバッテリを上げてしまうと言うことが多々起き得たが、本電源供給装置1が上述したように充電制御、切換制御を行うので、バッテリ上がりが生じにくくなる。

0055

尚、本発明は、発明の実施の形態で述べたように、種々の形態で実施することができるので、種々の実施例があり得るものであり、図1図2で示したのは飽くまで本発明の一つの実施例に過ぎない。

発明の効果

0056

請求項1の車両用電源供給制御装置によれば、例えば、エンジンの軽負荷時及び/又は蓄電器の蓄電残量が少ないときには、車両自身の持つ電源供給装置からの電力を電装機器に供給するようにし及び/又は電源供給装置からの電力でその蓄電器を充電するようにし、また、逆に、エンジンの重負荷時及び/又は蓄電器の蓄電残量が多いときには該蓄電器からの電力を電装機器に供給するようにし及び/又は電源供給装置から蓄電器への充電を禁止するように制御することにより、エンジンの出力の車両駆動力と発電機の発電力への振り分けを適切にすることができる。また、電装機器への電源電圧のエンジンの負荷変動による変動を軽減することができる。

0057

依って、加速時或いは登坂時等エンジンの出力をより有効に車両の駆動に割かなければならないときに、電力負荷を蓄電器から供給し、エンジンの出力をより有効に車両の駆動に割くようにすることができる。また、減速時或いは降坂時等車両の駆動に割くエンジンの出力が少なくて済む時は、エンジンの出力の発電機の発電に割く割合を大きくし、上記蓄電器を発電機により充電しておくことができる。

0058

また、電装機器に電源電圧として印加される電圧の安定化を図ることができるので、電装機器(例えばカーオーディオ装置或いはカーナビゲーション装置等)の性能、特性を有効に発揮させることができる。また、車両自身の電源供給装置内の電池の蓄電残量が許容限度以下になる可能性を顕著に低減できる。そして、車両の制動時或いは減速時には、電源供給装置側からの電力を電源供給制御装置内の蓄電器への充電及び電装機器への供給に使用することにより制動エネルギー、減速エネルギーを回生でき、機械的ブレーキへの負担を軽くし、従来無駄に熱エネルギーとして放出されていたエネルギーの有効利用を図ることができる。

0059

請求項2の車両用電源供給制御装置によれば、前記制御装置が、エンジンの負荷が重いとき及び/又は前記蓄電器の蓄電残量が多いときは、電源供給装置から蓄電器への充電を禁止するように充電制御部を制御し及び/又は前記電装機器への電力供給状態を前記蓄電器から電力を供給する状態になるようにするので、電装機器への電源電圧の安定供給を図ることができる。

0060

請求項3の車両用電源供給制御装置によれば、車両の負荷状況を車両の車速信号アクセル開度信号、エンジン回転数、エンジン燃料噴射量、制動装置制御信号等の走行制御信号を検出する信号に基づいて検知するようにしてなるので、電子制御方式のエンジンを持つ車両のその電子制御システムを利用して車両の負荷状況を把握できる。

0061

請求項4の車両用電源供給制御装置によれば、カーナビゲーション装置のGPSによる位置測位装置からの位置/速度情報に基づいて車両の加減速状況を判定するので、カーナビゲーション装置の機能を電源電圧の安定供給のための制御に活かすことができる。

0062

請求項5の車両用電源供給制御装置によれば、慣性力を検知する加速度センサをエンジンの負荷の重さの判定に用いるので、平坦な道で加速或いは減速することによりエンジンにかかる負荷が重くなったり、軽くなったりした場合は勿論のこと、登板或いは降坂によりエンジンにかかる負荷が重くなったり、軽くなったりした場合も的確にエンジンの負荷を検出することができる。

0063

請求項6の車両用電源供給制御装置によれば、GPSによる位置測位装置からの位置/速度情報の他にに、地図データの道路形状情報/道路傾斜情報をも参酌して車両の加減速状況を判定し、その判定結果を前記エンジンの負荷の重さの判定に用いるので、平坦な道での加減速によるエンジンの負荷状況のみならず、道路の傾斜により生じる負荷の状況をも把握することができ、的確な負荷状況の把握ができ、その的確に把握した負荷状況に対応した電源供給制御ができる。

0064

請求項7の車両用電源供給制御装置によれば、人により操作されてその操作内容に応じた制御を行わせる操作手段を有するので、制御内容がドライバの意思と齟齬を来すおそれをなくすことができ、また、車両用電源供給制御装置に機能不足、例えば登坂、降坂の把握不能のような機能不足がある場合、その不足をドライバの判断により補うことができる。例えば、登坂等速の場合には、重負荷がかかったものとして電源供給制御装置内の蓄電器1への充電を禁止し及び/又は蓄電器の電圧を電装機器に供給するようにレバー操作をする。また、降坂等速の場合には、負荷が軽くなったものとして電源供給制御装置内の蓄電器1への充電を許容し及び/又は電源供給装置の電圧を電装機器に電源電圧のとして供給するようにレバー操作をすることができ、運転者が機能不足をカバーしうるのである。

図面の簡単な説明

0065

図1(A)、(B)は本発明車両用電源供給制御装置の一つの実施例を示すもので、(A)は電源供給制御装置を示す構成図、(B)は電源供給制御装置と電源供給装置と電装機器を示す構成図である。
図2上記実施例の、負荷状況及び蓄電器の残量と、それに対応する制御内容との関係を示す図である。
図3(A)〜(E)は車両の各別の状況に対応する加速度センサの出力の正負を示す図である。

--

0066

1・・・電源供給装置、2・・・電装機器(カーナビゲーション装置)、3・・・車両用電源供給制御装置、4・・・発電機、5・・・エンジン、6・・・電池(電源供給装置の電池)、11・・・蓄電器(電源供給制御装置内の蓄電器)、12・・・充電制御部、13・・・切換部(切換手段)、14・・・制御装置、15・・・加速度センサ、16・・・操作レバー(操作手段)。

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