JPH0612932B2 - 二次電池の充電制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車の電気制動装置に利用する。特に、電
気制動装置から発生する電気エネルギを二次電池に回生
させる構造の電気制動装置に利用する。

〔従来の技術〕

制動時に電気制動装置で発生する電気エネルギを二次電
池に回生させる技術が研究されているが、これまでの技
術は必ずしも満足すべきものでなく市販の自動車に適用
するに至っていない。

ところが、かご形多相誘導機を用い、このかご形多相誘
導機の固定子に与える回転磁界の回転速度を制御するこ
とにより、このかご形多相誘導機を発電機として動作さ
せて制動装置とし、また電動機として動作させて補助駆
動装置とする技術が開発されている。本願発明者らはこ
の技術の試験を行ったところ、この技術を用いると、制
動により発生した電気エネルギが二次電池にかなりの割
合で回生され、これが補助動力の電源として有効に利用
できることがわかった。

一方、従来自動車に搭載された二次電池は常にその定格
充電容量のほぼ100％に充電しておいて、その充電され
たエネルギを利用するように設計され制御されている。
すなわち、従来の制御方法では二次電池は内燃機関に連
結された発電機により充電され、その内燃機関が回転し
ているかぎり充電が継続される。始動電動機の運転また
は各種の艤装装置の運転によりその充電エネルギが使用
されると、可能なかぎり短時間に定格充電容量いっぱい
の充電状態に達するように充電回路が制御される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが上述のように、制動により発生するエネルギを
電気エネルギとして車載の二次電池に回生し、またこの
二次電池に充電されたエネルギを用いて自動車走行の補
助動力とする技術のもとでは、二次電地を常に定格充電
容量まで充電させてあったのでは、制動により発生する
エネルギを効率的に回生させ利用することができない。
すなわち、上記技術をもって自動車の使用燃料を効率化
することはできない。

本発明は、この二次電池への電気エネルギの回生および
利用を効率的に行うことができる車載の二次電池の充電
制御方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、二次電池の充電状態をその定格充電容量より
小さい所定の目標容量、たとえば50〜70に維持すること
を特徴とする。

〔作用〕

制動装置は自動車の運転状態に応じてその発生状態をあ
らかじめ予想することはできず、常に予期せぬ状況のも
とで発生する。上記のように、充電定格容量いっぱいで
はなく二次電池の充電容量を少なめにしておく。これに
より、電気制動により電気エネルギが発生すると、二次
電池にはそれを回生充電する余裕がある。この回生充電
されたエネルギを補助駆動力として利用して、その分だ
け内燃機関の燃料消費量を少なくすることができる。

所定の目標容量は制動装置の性能、自動車の運転状態、
二次電池の絶対容量、使用温度、その他各種の条件によ
り選択設計されるべき値である。この目標容量をほとん
ど100％に近く設定したのでは、制動により発生するエ
ネルギを効率的に回生することができなくなる。また、
あまり低く設定すると運転状況により始動を多数回繰り
返すなどが発生するときに不都合が発生する。このよう
なことから、その目標容量は50％以上であり70％以下に
設定することが適当である。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

図は本発明実施例装置のブロック構成図である。自動車
の内燃機関Ｅｎにはかご形多相誘導機Ｉの回転軸が直結
されている。このかご形多相誘導機Ｉには回転センサＳ
Ｓが取り付けられている。この自動車には二次電池を含
み直流電源装置Ｅが搭載されている。この直流電源装置
Ｅの直流端子とかご形多相誘導機Ｉの交流端子との間に
はインバータ手段Ｉｎが挿入される。このインバータ手
段Ｉｎは直流電源を利用してかご形多相誘導機Ｉの固定
子に回転磁界を与えるとともに、このかご形多相誘導機
Ｉの固定子に制動により発生した交流を直流に変換し
て、上記直流電源装置Ｅに回生充電させるように構成さ
れている。

さらに、この直流電源装置Ｅにはスイッチ回路ＳＷを介
して放電抵抗Ｒが接続され、自動車に急制動が行われ回
生することができないほど過剰な電気エネルギが発生し
たときに、これを放電抵抗Ｒにより消散させるように構
成されている。

上記インバータ手段Ｉｎにはかご形多相誘導機Ｉの固定
子にその回転子の回転に対応する回転磁界を与えるため
の制御信号が制御かご形多相誘導機ＣＯＮＴから供給さ
れている。この制御回路ＣＯＮＴには回転センサＳＳか
らの回転情報が入力し、また二次電池の充電状態に関す
る直流電源装置Ｅの情報が入力する。この制御回路ＣＯ
ＮＴにはマイクロプロセッサを含む。またこの制御回路
ＣＯＮＴには、運転者の操作により運転状況により変化
する操作制御信号を取り込む手段を含む。

このインバータ装置Ｉｎは上記のように直流側端子のエ
ネルギを交流側端子に与えるとともに、交流側端子に発
生するエネルギを直流側端子に与えることができる。さ
らに、制御回路ＣＯＮＴの制御によりかご形多相誘導機
Ｉが電動機となるように回転磁界の回転速度を制御し
て、かご形多相誘導機Ｉの回転軸に駆動力を与え、内燃
機関Ｅｎの補助駆動装置として動作させることができ
る。このときには、直流電源装置Ｅに充電された電気エ
ネルギが用いられる。

このインバータ手段Ｉｎはここでは自動車用に特別に設
計したものであるが、この基本的な技術はエレベータや
クレーン等の技術として公知のものである。

ここで、本発明の装置では直流電源装置Ｅの二次電池の
充電状態が、定常状態でその定格充電容量より小さい所
定の目標容量になるように制御するところに特徴があ
る。その目標容量としては上述のように50〜70％が適当
である。

このようにしておくことにより、自動車の運転に伴い電
気制動が行われ、電気エネルギが発生すると、これを直
流電源装置Ｅの二次電池に回生させることができる。従
来方式のように二次電池が定格充電容量の100％になっ
ていたのではこれを回生充電させることはできない。

このように回生され充電された電気エネルギが次第に大
きくなり、上記所定の目標値を越えるようになると、運
転者に警報を発生して積極的に補助駆動力を使用するこ
とを促す。これにより充電された電気エネルギはかご形
多相誘導機Ｉに与えられて動力を発生し有効に利用され
ることになる。

二次電池の充電状態を監視し制御回路ＣＯＮＴに伝達す
る情報については、上記実施例では二次電池の端子電圧
を観測し識別する方法を用いた。この方法によれば、精
度が低いが充電状態を監視することができる。さらに精
度を向上するために、二次電池の電解液の比重を監視す
る方法、二次電池の充電および放電を計測積算する方法
などがある。

充電容量が所定の目標値を越えているときには、運転者
にこれを警報して補助駆動力を使用させ内燃機関の燃料
使用量を低減させる方法のほか、制御回路ＣＯＮＴに内
蔵するマイクロプロセッサがこの情報を取り込み、運転
者の操作するアクセルペダルの踏み込み量に対応させ
て、定常運転時に自動的にかご形多相誘導機Ｉを電動機
として動作させる方法を用いてもよい。

上記例に示すかご形多相誘導機による電気制動装置に限
らず、他の形式の電気制動装置でその発生電気エネルギ
を回生させるものについて、同様に本発明を実施するこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように、自動車の制動時に発生
するエネルギを有効に二次電池に回生させることができ
る利点がある。特に、この回生されたエネルギを自動車
の補助駆動力に利用する場合には、内燃機関による燃料
消費量を節減する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の電気的構成を示すブロック構成
図。 Ｅｎ……内燃機関、Ｉ……かご形多相誘導機、ＳＳ……
回転センサ、Ｉｎ……インバータ手段、ＣＯＮＴ……制
御回路、Ｅ……二次電池を含み直流電源装置。、ＳＷ…
…スイッチ回路、Ｒ……放電抵抗。

フロントページの続き (72)発明者 小幡 篤臣 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 (72)発明者 佐々木 幸治 東京都港区芝浦１丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 内野 広 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気制動装置および二次電池が１台の自動
   車に搭載され、その電気制動装置から発生する電気エネ
   ルギを回生して上記二次電池に充電する二次電池の充電
   制御方法において、 上記二次電池の充電状態をその定格充電容量より小さい
   所定の目標容量に維持することを特徴とする二次電池の
   充電制御方法。
2. 【請求項２】所定の目標容量は、定格充電容量の50％な
   いし70％である特許請求の範囲第(1)項に記載の二次電
   池の充電制御方法。
3. 【請求項３】電気制動装置は、かご形多相誘導機および
   このかご形多相誘導機に与える回転磁界の回転速度を制
   御する手段を含む特許請求の範囲第(1)項に記載の二次
   電池の充電制御方法。