(57)【要約】【課題】ＡＣＧを用いた制動回生を、従来よりも低コストで行うことができる回生装置を提供する。【解決手段】車両の減速時にＡＣＧ２が発電した電力でキャパシタ３及び鉛バッテリー４を充電する回生装置において、キャパシタ３と鉛バッテリー４との間に、互いに並列に接続されたスイッチ素子５及び抵抗素子６を接続して、制御手段７により車両の減速時にはスイッチ素子５をオフにする一方で、減速時以外ではスイッチ素子５をオンにする制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣＧと、前記ＡＣＧに接続されたキャパシタ及び鉛バッテリーとを備え、車両の減速時に前記ＡＣＧが発電した電力で前記キャパシタ及び鉛バッテリーを充電する回生装置において、
前記キャパシタと前記鉛バッテリーとの間に、互いに並列に接続されたスイッチ素子及び抵抗素子を接続するとともに、前記スイッチ素子を制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、前記車両の減速時に前記スイッチ素子をオフにする一方で、前記減速時以外では該スイッチ素子をオンにする制御を行うことを特徴とする回生装置。
【請求項２】
前記キャパシタが、前記車両に搭載されたエンジンのスタータの電源である請求項１に記載の回生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回生装置に関し、更に詳しくは、ＡＣＧを用いた制動回生を、従来よりも低コストで行うことができる回生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、乗用車やトラックなどの車両には、電装部品への電力供給と、鉛バッテリの充電とを主な役割とした、エンジンを駆動源とする交流発電機であるＡＣＧ（AC Generator）が装備されている。
【０００３】
近年の車両においては、このＡＣＧを用いて、減速時における車両の運動エネルギーを電気エネルギー（回生電力）に変換して鉛バッテリに蓄電する制動回生が行われている。このようなＡＣＧを用いた制動回生においては、鉛バッテリの充電性能が低いことから、回生電力を充電性能の高い電気二重層キャパシタに一時的に蓄電した後に、鉛バッテリに送る回生装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
上記の回生装置では、回生電力を増加させるために、ＡＣＧは鉛バッテリの電圧よりも高い電圧（例えば、電圧差が約１０Ｖ）で電気二重層キャパシタを充電する。そのため、電気二重層キャパシタから鉛バッテリへ電力を送る際には、ＤＣ−ＤＣコンバータにより電圧を変換する必要がある。
【０００５】
しかしながら、ＤＣ−ＤＣコンバータは高価であるのに対して、ＡＣＧを用いた制動回生により得られる燃費低減の効果は小さいため、従来の回生装置には費用対効果の面で問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１３２７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ＡＣＧを用いた制動回生を、従来よりも低コストで行うことができる回生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成する本発明の回生装置は、ＡＣＧと、前記ＡＣＧに接続されたキャパシタ及び鉛バッテリーとを備え、車両の減速時に前記ＡＣＧが発電した電力で前記キャパシタ及び鉛バッテリーを充電する回生装置において、前記キャパシタと前記鉛バッテリーとの間に、互いに並列に接続されたスイッチ素子及び抵抗素子を接続するとともに、前記スイッチ素子を制御する制御手段を設け、前記制御手段は、前記車両の減速時に前記スイッチ素子をオフにする一方で、前記減速時以外では該スイッチ素子をオンにする制御を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の回生装置によれば、従来のＤＣ−ＤＣコンバータの代わりに、より安価である抵抗素子を用いて、車両の減速時にＡＣＧが発電してキャパシタに蓄電された回生電力の電圧を変換して鉛バッテリを充電するようにしたので、ＡＣＧを用いた制動回生を、従来よりも低コストで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態からなる回生装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態からなる回生装置の適用例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなる回生装置を示す。
【００１２】
この回生装置は、自動車等の車両における制動回生、及び電装部品１への電力供給を目的としており、エンジン（図示せず）を駆動源とするＡＣＧ２と、そのＡＣＧ２が発電した電力により充電されるキャパシタ３及び鉛バッテリ４とを備えている。
【００１３】
ＡＣＧ２は、交流電力の整流回路と、出力電圧を変化させるレギュレータとを備えた交流発電機であり、車両の走行中に電装部品１へ電力を供給する。また、車両の減速時には、出力電圧が鉛バッテリ４の電圧（例えば、２８Ｖなど）よりも高い電圧（例えば、３８Ｖなど）に昇圧されるようになっている。
【００１４】
キャパシタ３には、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどが用いられる。キャパシタ３は、鉛バッテリー４に比べて容量は小さいが、短時間で大電力の充放電が可能であり、かつ充放電による劣化が小さいという特性を有している。鉛バッテリ４は、車両の停車中に電装部品１へ電力を供給する。
【００１５】
そして、キャパシタ３と鉛バッテリ４との間には、互いに並列に接続されたスイッチ素子５及び抵抗素子６が接続されている。このスイッチ素子５は、ＥＣＵなどの制御手段７によりオンオフが制御される。制御手段７は、車両の走行状態を検知するセンサ８（例えば、車速センサやアクセル開度センサなど）に信号線（一点鎖線で示す）を通じて接続している。
【００１６】
このような回生装置において、制御手段７は、センサ８からの信号により車両が減速時であると判定したときには、スイッチ素子５をオフにする一方で、減速時以外（定速時、加速時や停車時）では、スイッチ素子５をオンにする制御を行う。
【００１７】
この制御により、車両の減速時にＡＣＧ２が発電した高い電圧の回生電力は、キャパシタ３に蓄電された後に、抵抗素子６により電圧が降下して鉛バッテリ４及び電装部品１へ供給される。なお、抵抗素子６で電流が制限されるため、鉛バッテリ４へ過電流が流れることはない。
【００１８】
一方で、車両の減速時以外では、ＡＣＧ２が発電した通常の電圧の電力は、鉛バッテリ４及び電装部品１へ供給される。
【００１９】
このように、従来のＤＣ−ＤＣコンバータによる回生電力の電圧変換の機能を、より安価である抵抗素子６により代替するので、ＡＣＧ２を用いた制動回生を、従来よりも低コストで行うことができるのである。
【００２０】
また、抵抗素子６はＤＣ−ＤＣコンバータよりも構成が簡易であるため、回生装置に係るシステムを簡素化することもできる。
【００２１】
上記の回生装置における鉛バッテリ４は、経時劣化により瞬間的に大きな電力を出力しにくくなる性質を有している。そのため、電装部品１の１つであるエンジンのスタータ９の駆動電力を確保するには、鉛バッテリ４のサイズを大きくせざるを得ない。
【００２２】
そこで、図２に示すように、キャパシタ３にエンジンのスタータ９とスタートスイッチ１０とを接続する。車両の停止中においては、鉛バッテリ４から抵抗素子４を通じてキャパシタ３が充電されているので、エンジンのスタータ９の駆動電力は常に確保される。
【００２３】
このように、本発明の回生装置におけるキャパシタ３を、エンジンのスタータ９の電源とすることで、よりサイズの小さい鉛バッテリ４や他の二次電池（例えば、リチウムイオン電池など）を用いることができるため、回生装置の小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  電装部品
２  ＡＣＧ
３  キャパシタ
４  鉛バッテリ
５  スイッチ素子
６  抵抗素子
７  制御手段
８  センサ
９  スタータ
１０  スタートスイッチ
【図１】
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【図２】
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