TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
公開番号2021142949
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210924
出願番号2020044288
出願日20200313
発明の名称発電制御装置
出願人株式会社アイシン
代理人特許業務法人酒井国際特許事務所
主分類B60W 10/08 20060101AFI20210827BHJP(車両一般)
要約【課題】回生電力を効率的に利用する。
【解決手段】発電制御装置100は、内燃機関10と、当該内燃機関の動力に基づいて発電する主発電機20の出力電力を蓄積する第1バッテリ30と、当該第1バッテリ以下の蓄電容量を有する第2バッテリ60と、のそれぞれの状態情報を取得する取得処理部101と、状態情報に基づいて、磁石レス発電機40に内燃機関からの排気に応じた回生発電の為の励磁電力を第1バッテリ及び第2バッテリのいずれから磁石レス発電機に供給すべきかと、励磁電力に応じて磁石レス発電機により生成された回生電力を第1バッテリおよび第2バッテリのいずれに供給すべきかと、の判定を実行し、当該判定の結果に応じて、第1バッテリと磁石レス発電機との間の電力の供給経路の接続状態と、第2バッテリと磁石レス発電機との間の電力の供給経路の接続状態と、を切り替えるスイッチ回路を制御する切替処理部102と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
内燃機関と、当該内燃機関から出力される動力に基づいて発電する主発電機から出力される電力を蓄積する第1バッテリと、当該第1バッテリ以下の蓄電容量を有する第2バッテリと、のそれぞれの状態に関する状態情報を取得する取得処理部と、
前記取得処理部により取得される前記状態情報に基づいて、永久磁石を含まない構造により発電する磁石レス発電機に前記内燃機関からの排気に応じた回生発電を開始させるための励磁電力を前記第1バッテリおよび前記第2バッテリのいずれから前記磁石レス発電機に供給すべきかと、前記励磁電力に応じて前記磁石レス発電機により生成された回生電力を前記第1バッテリおよび前記第2バッテリのいずれに供給すべきかと、の判定を実行し、当該判定の結果に応じて、前記第1バッテリと前記磁石レス発電機との間の電力の供給経路の接続状態と、前記第2バッテリと前記磁石レス発電機との間の電力の供給経路の接続状態と、を切り替えるスイッチ回路を制御する切替処理部と、
を備える、発電制御装置。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記取得処理部は、前記状態情報として、前記内燃機関が前記主発電機に動力を出力しているか否かを示す出力状態を取得し、
前記切替処理部は、前記内燃機関が前記主発電機に動力を出力していることを前記出力状態が示す場合に、前記励磁電力を前記第1バッテリおよび前記第2バッテリのいずれから前記磁石レス発電機に供給すべきかを判定する、
請求項1に記載の発電制御装置。
【請求項3】
前記取得処理部は、前記状態情報として、前記第1バッテリに発生する負荷の予測結果を示す使用予定をさらに取得し、
前記切替処理部は、前記第1バッテリの負荷が増加する予定ではないことを前記使用予定が示す場合に、前記励磁電力を前記第1バッテリから前記磁石レス発電機に供給すべきと判定する、
請求項2に記載の発電制御装置。
【請求項4】
前記取得処理部は、前記状態情報として、前記第1バッテリに蓄積されている電力の量を示す第1蓄電量をさらに取得し、
前記切替処理部は、前記第1バッテリの負荷が増加する予定であることを前記使用予定が示す場合であっても、前記第1蓄電量が第1閾値以上である場合は、前記励磁電力を前記第1バッテリから前記磁石レス発電機に供給すべきと判定する、
請求項3に記載の発電制御装置。
【請求項5】
前記取得処理部は、前記状態情報として、前記第2バッテリに蓄積されている電力の量を示す第2蓄電量をさらに取得し、
前記切替処理部は、前記第1バッテリの負荷が増加する予定であることを前記使用予定が示し、前記第1蓄電量が前記第1閾値を下回り、かつ、前記第2蓄電量が前記励磁電力以上である場合に、前記励磁電力を前記第2バッテリから前記磁石レス発電機に供給すべきと判定する、
請求項4に記載の発電制御装置。
【請求項6】
前記取得処理部は、前記状態情報として、前記第1バッテリに蓄積されている電力の量を示す第1蓄電量を取得し、
前記切替処理部は、前記励磁電力を前記第1バッテリおよび前記第2バッテリのうちいずれから前記磁石レス発電機に供給すべきかを判定した後、前記第1蓄電量が第2閾値を下回る場合に、前記回生電力を前記第1バッテリに供給すべきと判定する、
請求項1〜5のうちいずれか1項に記載の発電制御装置。
【請求項7】
前記取得処理部は、前記状態情報として、前記第2バッテリに蓄積されている電力の量を示す第2蓄電量をさらに取得し、
前記切替処理部は、前記励磁電力を前記第1バッテリおよび前記第2バッテリのうちいずれから前記磁石レス発電機に供給すべきかを判定した後、前記第1蓄電量が前記第2閾値以上であり、かつ、前記第2蓄電量が第3閾値を下回る場合に、前記回生電力を前記第2バッテリに供給すべきと判定する、
請求項6に記載の発電制御装置。
【請求項8】
前記内燃機関、前記主発電機、前記第1バッテリ、前記第2バッテリ、前記磁石レス発電機、および前記スイッチ回路を備えた車両に搭載される、
請求項1〜7のうちいずれか1項に記載の発電制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、発電制御装置に関する。
続きを表示(約 5,400 文字)【背景技術】
【0002】
内燃機関および主発電機を備えた構成において、スイッチトリラクタンス型の同期機のような、永久磁石を有しない構造の磁石レス発電機を用いて、内燃機関からの排気のエネルギーを回生する技術について従来から検討されている。一般的に、磁石レス発電機に回生発電を開始させるためには、当該磁石レス発電機に所定の励磁電力を与える必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2000−45817号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の一般的な構成において、励磁電力の供給元と、回生発電により生成される回生電力の供給先とは、互いに同じバッテリとなる。したがって、バッテリの状態、たとえばバッテリの現在の蓄電量および今後発生する負荷などによっては、当該バッテリを励磁電力の供給元および回生電力の供給先として使用することが適切でない場合がある。したがって、従来の構成では、回生電力を効率的に利用することができない場合がある。
【0005】
そこで、本開示の課題の一つは、回生電力を効率的に利用することが可能な発電制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一例としての発電制御装置は、内燃機関と、当該内燃機関から出力される動力に基づいて発電する主発電機から出力される電力を蓄積する第1バッテリと、当該第1バッテリ以下の蓄電容量を有する第2バッテリと、のそれぞれの状態に関する状態情報を取得する取得処理部と、取得処理部により取得される状態情報に基づいて、永久磁石を含まない構造により発電する磁石レス発電機に内燃機関からの排気に応じた回生発電を開始させるための励磁電力を第1バッテリおよび第2バッテリのいずれから磁石レス発電機に供給すべきかと、励磁電力に応じて磁石レス発電機により生成された回生電力を第1バッテリおよび第2バッテリのいずれに供給すべきかと、の判定を実行し、当該判定の結果に応じて、第1バッテリと磁石レス発電機との間の電力の供給経路の接続状態と、第2バッテリと磁石レス発電機との間の電力の供給経路の接続状態と、を切り替えるスイッチ回路を制御する切替処理部と、を備える。
【0007】
上述した発電制御装置によれば、励磁電力の供給元および回生電力を、第1バッテリおよび第2バッテリという複数の選択肢から選択することができる。したがって、第1バッテリおよび第2バッテリを状況に応じて使い分けて励磁電力の付与および回生電力の取得を適切に実行することで、回生電力を効率的に利用することができる。
【0008】
上述した発電制御装置において、取得処理部は、状態情報として、内燃機関が主発電機に動力を出力しているか否かを示す出力状態を取得し、切替処理部は、内燃機関が主発電機に動力を出力していることを出力状態が示す場合に、励磁電力を第1バッテリおよび第2バッテリのいずれから磁石レス発電機に供給すべきかを判定する。このような構成によれば、状態情報として取得される出力状態を考慮して、励磁電力を第1バッテリおよび第2バッテリのいずれから磁石レス発電機に供給すべきかの判定をそもそも実行すべきか否かを適切に判定することができる。
【0009】
この場合において、取得処理部は、状態情報として、第1バッテリに発生する負荷の予測結果を示す使用予定をさらに取得し、切替処理部は、第1バッテリの負荷が増加する予定ではないことを使用予定が示す場合に、励磁電力を第1バッテリから磁石レス発電機に供給すべきと判定する。このような構成によれば、状態情報として取得される使用予定をさらに考慮して、第1バッテリを励磁電力の供給元として利用すべきか否かを適切に判定することができる。
【0010】
また、この場合において、取得処理部は、状態情報として、第1バッテリに蓄積されている電力の量を示す第1蓄電量をさらに取得し、切替処理部は、第1バッテリの負荷が増加する予定であることを使用予定が示す場合であっても、第1蓄電量が第1閾値以上である場合は、励磁電力を第1バッテリから磁石レス発電機に供給すべきと判定する。このような構成によれば、状態情報として取得される第1蓄電量をさらに考慮して、第1バッテリを励磁電力の供給元として利用すべきか否かを適切に判定することができる。
【0011】
また、この場合において、取得処理部は、状態情報として、第2バッテリに蓄積されている電力の量を示す第2蓄電量をさらに取得し、切替処理部は、第1バッテリの負荷が増加する予定であることを使用予定が示し、第1蓄電量が第1閾値を下回り、かつ、第2蓄電量が励磁電力以上である場合に、励磁電力を第2バッテリから磁石レス発電機に供給すべきと判定する。このような構成によれば、状態情報として取得される第2蓄電量をさらに考慮して、第2バッテリを励磁電力の供給元として利用すべきか否かを適切に判定することができる。
【0012】
また、上述した発電制御装置において、取得処理部は、状態情報として、第1バッテリに蓄積されている電力の量を示す第1蓄電量を取得し、切替処理部は、励磁電力を第1バッテリおよび第2バッテリのうちいずれから磁石レス発電機に供給すべきかを判定した後、第1蓄電量が第2閾値を下回る場合に、回生電力を第1バッテリに供給すべきと判定する。このような構成によれば、状態情報として取得される第1蓄電量を考慮して、第1バッテリを回生電力の供給先として利用すべきか否かを適切に判定することができる。
【0013】
この場合において、取得処理部は、状態情報として、第2バッテリに蓄積されている電力の量を示す第2蓄電量をさらに取得し、切替処理部は、励磁電力を第1バッテリおよび第2バッテリのうちいずれから磁石レス発電機に供給すべきかを判定した後、第1蓄電量が第2閾値以上であり、かつ、第2蓄電量が第3閾値を下回る場合に、回生電力を第2バッテリに供給すべきと判定する。このような構成によれば、状態情報として取得される第2蓄電量をさらに考慮して、第2バッテリを回生電力の供給先として利用すべきか否かを適切に判定することができる。
【0014】
また、上述した発電制御装置は、内燃機関、主発電機、第1バッテリ、第2バッテリ、磁石レス発電機、およびスイッチ回路を備えた車両に搭載される。このような構成によれば、車両において生成される回生電力を効率的に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1は、実施形態にかかる発電制御装置が搭載された車両の構成を示した例示的かつ模式的な図である。
図2は、実施形態にかかるメインバッテリの使用予定の一例を示した例示的かつ模式的な図である。
図3は、実施形態にかかる発電制御装置が実行する一連の処理の一部を示した例示的なフローチャートである。
図4は、実施形態にかかる発電制御装置が実行する一連の処理の残りの一部を示した例示的かつ模式的な図である。
図5は、実施形態の変形例にかかる発電制御装置が搭載された車両の構成を示した例示的かつ模式的な図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本開示の実施形態および変形例を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。
【0017】
<実施形態>
図1は、実施形態にかかる発電制御装置100が搭載された車両1の構成を示した例示的かつ模式的な図である。
【0018】
図1に示されるように、車両1は、いわゆるハイブリッド車として構成される。より具体的に、車両1は、エンジン10と、主発電機20と、メインバッテリ30と、SR(スイッチトリラクタンス)発電機40と、発電機駆動回路50と、補助バッテリ60と、励磁/回生選択器70と、エンジン制御装置80と、蓄電制御装置90と、発電制御装置100と、を備えている。
【0019】
なお、図1には、車両1において実行される回生発電に関わる構成のみが図示されている。したがって、車両1は、図1に示される構成の他、たとえば車両1の走行を司る走行制御装置などのような不図示の様々な構成を備えている。
【0020】
エンジン10は、車両1の動力源として機能する内燃機関の一例である。エンジン10からの排気は、たとえば排気管などとして構成された排出部11を介して排出される。
【0021】
また、主発電機20は、エンジン10から出力動力に応じて発電を行う。つまり、主発電機20は、エンジン10から出力される動力を電気エネルギーに変換する。
【0022】
なお、実施形態の技術は、シリーズ式、パラレル式、およびスプリット式のうちいずれの方式のハイブリッド車にも適用可能である。すなわち、実施形態の技術は、エンジン10から出力される動力の全てが主発電機20による発電に用いられる構成と、エンジン10から出力される動力の一部が主発電機20に与えられ、残りの一部が車両1の車輪(不図示)の駆動に用いられる構成と、のいずれにも適用可能である。ただし、前者の構成の方が、制御に使用する値、たとえばメインバッテリ30の使用予定などのような状態情報(詳細は後述する)を精度良く算出しやすいので、実施形態の技術を実現しやすいと言える。
【0023】
また、メインバッテリ30は、主発電機20から出力される電力を蓄積する(矢印A100参照)。メインバッテリ30は、高圧(たとえば300V)の電力を蓄積可能に構成されている。メインバッテリ30に蓄積された電力は、車両1の車輪(図1には不図示)の駆動などに用いられる。なお、メインバッテリ30は、第1バッテリとも表現できる。
【0024】
また、SR発電機40は、エンジン10の排気に応じた回生発電を行う。より具体的に、SR発電機40は、排出部11を流れる排気に応じて回転するインペラシャフト41を介して受け取った排気のエネルギーに基づいて回生発電を行う。
【0025】
ここで、SR発電機40は、永久磁石を含まない構造の磁石レス発電機の一例である。実施形態では、SR発電機40に代えて、たとえば誘導発電機のような他の磁石レス発電機が用いられてもよい。一般的に、磁石レス発電機に回生発電を開始させるためには、当該磁石レス発電機に所定の励磁電力を与える必要がある。
【0026】
なお、発電機駆動回路50は、SR発電機40を駆動するための、たとえばダイオードおよびトランジスタのような半導体スイッチ素子と当該半導体スイッチ素子を制御するドライバ素子などにより構成された回路である。発電機駆動回路50は、発電制御装置100による制御のもとで動作する。
【0027】
ところで、実施形態にかかる車両1のような、内燃機関および主発電機を備えた構成において、内燃機関からの排気のエネルギーを、磁石レス発電機を用いて回生する技術について従来から検討されている。前述した通り、一般的に、磁石レス発電機に回生発電を開始させるためには、当該磁石レス発電機に所定の励磁電力を与える必要がある。
【0028】
しかしながら、従来の一般的な構成において、励磁電力の供給元と、回生発電により生成される回生電力の供給先とは、互いに同じバッテリとなる。したがって、バッテリの状態、たとえばバッテリの現在の蓄電量および今後の使用予定など、によっては、当該バッテリを励磁電力の供給元および回生電力の供給先として使用することが適切でない場合がある。したがって、従来の構成では、回生電力を効率的に利用することができない場合がある。
【0029】
そこで、実施形態は、以下に説明するような構成により、回生電力を効率的に利用することを実現する。
【0030】
より具体的に、実施形態では、SR発電機40への励磁電力の供給元として、上述したメインバッテリ30の他に、補助バッテリ60が設けられている。補助バッテリ60は、SR発電機40に励磁電力を供給するため専用のバッテリとして機能する。すなわち、補助バッテリ60は、メインバッテリ30がSR発電機40に励磁電力を供給することができない場合にメインバッテリ30の代わりにSR発電機40に励磁電力を供給するバッテリとして機能する。補助バッテリ60は、第2バッテリとも表現できる。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

株式会社アイシン
加湿器
株式会社アイシン
載置台
株式会社アイシン
リーマ
株式会社アイシン
制御装置
株式会社アイシン
回転電機
株式会社アイシン
回転電機
株式会社アイシン
回転電機
株式会社アイシン
回転電機
株式会社アイシン
ステータ
株式会社アイシン
変速装置
株式会社アイシン
駆動装置
株式会社アイシン
便座装置
株式会社アイシン
摺動部材
株式会社アイシン
回転電機
株式会社アイシン
制御装置
株式会社アイシン
制御装置
株式会社アイシン
回転電機
株式会社アイシン
ダンパ装置
株式会社アイシン
電力変換器
株式会社アイシン
気液分離器
株式会社アイシン
電力変換器
株式会社アイシン
ダンパ装置
株式会社アイシン
自動変速機
株式会社アイシン
レーダ装置
株式会社アイシン
電力変換器
株式会社アイシン
局部洗浄装置
株式会社アイシン
洗浄便座装置
株式会社アイシン
車高調整装置
株式会社アイシン
洗浄便座装置
株式会社アイシン
差動ギヤ機構
株式会社アイシン
オイルポンプ
株式会社アイシン
発電制御装置
株式会社アイシン
油圧制御装置
株式会社アイシン
衛生洗浄装置
株式会社アイシン
電気接続装置
株式会社アイシン
オイルポンプ
続きを見る