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JP2754702B2 - 車両の充放電装置 - Google Patents

車両の充放電装置

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JP2754702B2
JP2754702B2 JP1084606A JP8460689A JP2754702B2 JP 2754702 B2 JP2754702 B2 JP 2754702B2 JP 1084606 A JP1084606 A JP 1084606A JP 8460689 A JP8460689 A JP 8460689A JP 2754702 B2 JP2754702 B2 JP 2754702B2
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JP
Japan
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electric power
energy
battery
capacitor
engine
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彰宏 白田
善信 土屋
研 倉林
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0862Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は太陽エネルギーや排気エネルギー、車両の制
動時の走行エネルギーから得られる電力を効率よく利用
しようとする車両の充放電装置に関する。
(従来の技術) 近年、半導体生産技術の進歩により太陽電池が容易に
入手可能となり、太陽エネルギーを電気エネルギーに変
換することが手数を要せずに効率よく行われている。
一方、車両においてはエンジンの回転軸に発電機を連
結し、制動時には該発電機からの出力をバッテリに導い
て充電を行ったり、また、排気エネルギーにより駆動さ
れるタービンに発電機を直結し、この発電機の出力によ
りバッテリの充電を行う試みなどが種々なされている。
そして、太陽電池を車体の表面に取付けてコンデンサ
の充電を行い、この充電電力をエンジン始動回路に供給
して始動させようとする自動車エンジンの予備始動装置
の提案が実開昭63−162973号公報に開示されている。
(発明が解決しようとする課題) ところで車両に搭載されているバッテリは、通常、鉛
バッテリが使用されており、上述のように車両の制動時
の走行エネルギーの回収や、排気エネルギーの回収を効
率よく実施してバッテリに充電した場合でも、充放電の
サイクルにおいて鉛バッテリ本体の例えば80%前後の電
力効率に止まることになる。
また、上述の公開公報に開示された後者の提案におい
ては、コンデンサの蓄えた電荷を通常のエンジン始動回
路に通電した場合、まずマグネットスイッチが作動して
その主接点が閉じられた後、その通電によってスタータ
モータが駆動され、エンジンを回転させるものである。
したがって、コンデンサの電荷は最初、マグネットスイ
ッチのコイルの吸引力に費やされた後、大電力を要する
スタータモータに供給されることになり、放電初期に大
電力が取出せるコンデンサの放電特性からすると、効率
の悪い放電形態となりコンデンサの充電状態によって
は、蓄えられた電荷が不足してエンジンの始動が困難と
なる虞を生ずる。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであ
り、その目的は太陽エネルギーや車両の制動時などのエ
ネルギーを回収して得られた電力を、効率よく利用しよ
うとする車両の充放電装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明によれば、太陽エネルギーを変換した電力と、
排気エネルギーを回収して得た電力と、制動時の回生エ
ネルギーを回収した電力の内の少なくとも1の電力を蓄
える手段を有し、該蓄えられた電力をスタータに供給し
てエンジンを始動させる車両の充放電装置において、前
記の電力を蓄える手段としてのコンデンサと、充放電自
在なバッテリと、エンジンの始動時に前記スタータにバ
ッテリからスタータに電力を供給する第1の通電手段
と、第1の通電手段によりスタータに通電される電圧に
より、前記電力を蓄えているコンデンサの電荷をスター
タに供給する第2の通電手段を動作させる動作手段と、
を有することを特徴とする車両の充放電装置が提供され
る。
(作用) 本発明では、太陽エネルギーや排気エネルギー、制動
時の回生エネルギーから得られる電力の内の少なくとも
1の電力の大容量のコンデンサに蓄え、エンジンの始動
時には、まずバッテリからの電力をスタータに供給して
モータを回転させ、そのピニオンとクランク軸のギヤと
が噛合った時点にて、リレーの接点を閉にし、この接点
を介してコンデンサに蓄えた電荷をスタータに供給する
ことにより、バッテリからの電力とともにスタータを強
力に回転駆動してエンジンを始動させる。
(実施例) つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック回路図、第
2図は本実施例に用いるエネルギー回収機構の概略図で
ある。
第2図において、1はエンジンで、その排気管11には
排気ガスエネルギーにて駆動されるタービン12が取付け
られており、また、該タービン12には交流発電機13が結
合されて、排気ガスエネルギーを電気エネルギーに変換
するよう構成されている。そして、交流発電機13からの
出力は整流回路14に入力され、直流電力に変換されて後
述する大容量のコンデンサを充電するよう結線されてい
る。
15は直流発電機であり、エンジン1の回転軸に結合さ
れ、車両の制動時の走行エネルギーを電気エネルギーに
変換して回収するもので、走行エネルギーによりエンジ
ンが逆駆動されるブレーキ時に回路を閉じる制御回路16
を介して大容量のコンデンサを充電するよう結線されて
いる。
つぎに第1図において、2はスタータで、周知の直巻
式の始動用のモータ21と第1の通電手段としてのマグネ
ットスイッチ22とを有するもので、マグネットスイッチ
22はプルインコイルpとホールディングコイルhとを備
えている。そして、これらコイルp,hの端子cに通電さ
れると、その吸引力によって主接点23を閉じるもので、
該主接点23に接続の端子bに供給される電力によりモー
タ21が駆動されるよう構成されている。
3はキースイッチで、バッテリ4からの電力を車両の
各部所に通電するスイッチであり、エンジンを止めたま
ま、例えばラジオに通電するAC位置、点火系統に通電す
るIG位置、エンジンを始動させるST位置の3接点位置に
回転操作されるスイッチである。
5は大容量のコンデンサで、電子装置のメモリバック
アップ用電源に用いられている電気二重層コンデンサの
規模の大きいものが採用され、例えば100F(ファラッ
ド)以上の静電容量を有している。そして、−端子は接
地されるが、+端子は前記の整流回路14や制御回路16な
どにそれぞれダイオードを介して接続されて排気ガスエ
ネルギーや制動時の走行エネルギーにより充電されると
ともに、図示していない車体の上面に配置された太陽電
池からの出力によって充電されるよう結線されている。
6は第2の通電手段としての電磁リレーで、電磁コイ
ル61と接点62とを有し、スタータ2の端子cに通電され
て主接点23が閉じるとともに、コイルpを介して電磁コ
イル61にも通電され、この動作手段により接点62が閉じ
られるものである。そして、該接点62を介してコンデン
サ5に蓄えられた電荷がスタータ2の端子bから主接点
23を経てモータ21に通電され、ピニオンギヤがクランク
ギヤに噛合った時のタイミングに合わせてエンジンを回
転させ、その始動を行うよう構成されている。
7は単一方向性素子のダイオードであり、コンデンサ
5の+端子とバッテリ4の+端子との間に接続されてい
る。そして各種の回収エネルギーにより充電されるコン
デンサ5が十分に充電されて、その端子電圧がバッテリ
4の端子電圧より高くなったときにダイオード7を介し
てバッテリ4側に流入させてバッテリ4をも充電させる
ものである。なお、バッテリ4の通常の充電は、図示し
ていない周知のオルタネーターにより行われるものであ
る。
8もダイオードであり、バッテリ4の+端子とスター
タ2の端子bとの間に接続され、キースイッチ3の操作
によりマグネットスイッチ22が作動して主接点23が閉じ
られたとき、バッテリ4からの電流をモータ21に通電し
て、コンデンサ5からの電流とともにモータ21を力強く
駆動するもので、特に、コンデンサ5の初期に強い瞬発
性を持つ放電による作動を補ってスタミナのある通電に
よりエンジンを始動させる。
なお、91は太陽エネルギー用端子、92は排気エネルギ
ー用端子、93はブレーキエネルギー用端子であり、それ
ぞれ前述の太陽電池、整流回路14、制御回路16に接続さ
れている。そして、常時はこれらの各端子91,92,93から
電気エネルギーとして回収されたエネルギーがそれぞれ
ダイオードを介してコンデンサ5に蓄電されるよう構成
されている。
つぎに、このように構成された本実施例の作動を説明
する。
エンジンの始動に際し、キースイッチ3をST位置に回
転させると、バッテリ4からの電流がスタータ2の端子
cを介してコイルp,hに通電され、マグネットスイッチ2
2の主接点23を接にするとともに、コイルpを介してリ
レー6のコイル61に通電されてその接点62を接にする。
このため、まずバッテリ4からダイオード8と、閉じ
られた主接点23を介してモータ21に通電されることにな
り、モータ21が回転を始めてピニオンギヤが押し出され
てクランクのリングギヤに噛合うことになる。
ついで、リレー6の接点62を介して、コンデンサ5が
スタータ2の端子bと接続されることにより、回収され
た電気エネルギーにて充電されたコンデンサ5の電荷
が、タイミングよく瞬時にモータ21に印加され、バッテ
リ4からの電力とともに力強くギヤの噛合ったクランク
軸を駆動してエンジンを始動させることになる。
このようなエンジンの始動後は、キースイッチ3をST
位置から戻してIG位置に操作することにより、マグネッ
トスイッチ22のホールディングコイルhとリレー6への
電流が断となり、主接点23および接点62が開いて復元す
るとともに、点火系統の通電が継続されてエンジン1の
運転が行われることになる。
以上、本発明を上述の実施例によって説明したが、本
発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これら
を本発明の範囲から排除するものではない。
(発明の効果) 本発明によれば、太陽エネルギー、排気エネルギーや
制動時の走行エネルギーを回収して得た電気エネルギー
により大容量コンデンサを充電させ、エンジンの始動時
には該コンデンサの電荷とバッテリからの電力とにより
スタータのモータを駆動させ、特に初期にクランク軸を
回転させるトルクの必要な時にタイミングを合わせてコ
ンデンサから電力が供給されるので、力強い駆動力とな
り確実にエンジン始動が行える効果が得られ、コンデン
サの放電特性に適合して電荷が効率よく利用できるとい
う利点がある。
また本発明によれば、それぞれのエネルギーから回収
した電気エネルギーをバッテリに蓄電させることなく、
充放電効率の良好なコンデンサに蓄電させるので、エネ
ルギーの回収効率が向上する効果が得られる。
さらに本発明によれば、バッテリ単独にてスタータに
大電流を供給する必要がないので、従来よりバッテリ容
量の小さいもので足り、そのコストが低減される利点も
生ずる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック回路図、第2
図は本実施例に用いるエネルギー回収機構の概略図であ
る。 1……エンジン、2……スタータ、4……バッテリ、5
……コンデンサ、6……リレー、11……排気管、13……
交流発電機、15……直流発電機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−83357(JP,A) 実開 昭63−162973(JP,U) 実開 昭62−41344(JP,U) 実開 昭57−18766(JP,U) 実開 昭56−146644(JP,U) 実開 昭60−147763(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】太陽エネルギーを変換した電力と、排気エ
    ネルギーを回収して得た電力と、制動時の回生エネルギ
    ーを回収した電力の内の少なくとも1の電力を蓄える手
    段を有し、該蓄えられた電力をスタータに供給してエン
    ジンを始動させる車両の充放電装置において、 前記の電力を蓄える手段としてのコンデンサと、 充放電自在なバッテリと、 エンジンの始動時に前記スタータにバッテリからスター
    タに電力を供給する第1の通電手段と、 第1の通電手段によりスタータに通電される電圧によ
    り、前記電力を蓄えているコンデンサの電荷をスタータ
    に供給する第2の通電手段を動作させる動作手段と、 を有することを特徴とする車両の充放電装置。
  2. 【請求項2】太陽エネルギーを変換した電力と、排気エ
    ネルギーを回収して得た電力と、制動時の回生エネルギ
    ーを回収した電力の内の少なくとも1の電力を蓄える前
    記コンデンサよりオーバーフローする余剰電力を前記バ
    ッテリに回送する回路手段を有することを特徴とする請
    求項1に記載の車両の充放電装置。
JP1084606A 1989-04-03 1989-04-03 車両の充放電装置 Expired - Fee Related JP2754702B2 (ja)

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