(57)【要約】【課題】オルタネータが発電した電力をキャパシタに確実に蓄電することができながら、電力回生システムの構成を簡略化することができる電力回生システムを提供すること。【解決手段】  車両が制動されているときに発電するオルタネータ２と、オルタネータ２が発電した電力を蓄電可能なバッテリ３と、オルタネータ２に対してバッテリ３と並列に設けられ、オルタネータ２が発電した電力を蓄電可能なキャパシタ４とを備える電力回生システム１において、オルタネータ２とバッテリ３とを電気的に接続する第１回路６と、第１回路６とキャパシタ４とを電気的に接続する第２回路７との接続部分Ｃとバッテリ３との間に、ＤＣ−ＤＣコンバータを設けず、第１リレー９を設ける。そして、車両が制動されているときに第１リレー９をオンし、車両の制動が解除されているときに第１リレー９をオフする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が制動されているときに発電するオルタネータと、
前記オルタネータが発電した電力を蓄電可能なバッテリと、
前記オルタネータに対して前記バッテリと並列に設けられ、前記オルタネータが発電した電力を蓄電可能なキャパシタと、
前記オルタネータと前記バッテリとを電気的に接続する第１回路と、
前記キャパシタと前記第１回路とを電気的に接続する第２回路と
を備え、
前記第１回路は、前記第２回路との接続部分と前記バッテリとの間にＤＣ−ＤＣコンバータを備えず、前記接続部分と前記バッテリとの間に介在されるリレーを備え、
前記リレーは、車両が制動されているときにオンされ、車両の制動が解除されているときにオフされることを特徴とする、電力回生システム。
【請求項２】
前記キャパシタは、ハイブリッドキャパシタであることを特徴とする、請求項１に記載の電力回生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される電力回生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の制動時に、車輪の駆動力を電力に回生し、得られた電力を電気デバイスなどに利用する電力回生システムが知られている。
【０００３】
例えば、バッテリ（鉛バッテリ）と、車両の減速時に発電する回生オルタネータと、回生オルタネータで発電された電力を蓄電するキャパシタ（電気二重層キャパシタ）とを備える減速回生システムが提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。
【０００４】
この減速回生システムでは、回生オルタネータと鉛バッテリとの間に、回生オルタネータで発電された電力を降圧するＤＣ−ＤＣコンバータが介在されている。キャパシタは、回生オルタネータとＤＣ−ＤＣコンバータとを接続する第１回路部に接続されている。
【０００５】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータとバッテリとを接続する第２回路部には、スタータが接続されている。また、キャパシタとスタータとの間には、ＤＣ−ＤＣコンバータをバイパスするバイパス回路が設けられており、バイパス回路には、バイパスリレーが設けられている。バイパスリレーは、車両の始動時にスタータを回転させるときのみオンされ、それ以外のときには、オフされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２５２０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の減速回生システムでは、回生オルタネータと鉛バッテリとの間にＤＣ−ＤＣコンバータが介在されているため、装置構成の簡略化を図ることが困難である。
【０００８】
また、装置構成の簡略化を図るためにＤＣ−ＤＣコンバータを省くと、バッテリに蓄電されている電力が消費されてバッテリの出力電圧が低下したときに、キャパシタからバッテリへ電力が供給され、キャパシタに蓄電されている電力が意図せず消費されてしまうおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、オルタネータが発電した電力をキャパシタに確実に蓄電することができながら、電力回生システムの構成を簡略化することができる電力回生システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の電力回生システムは、車両が制動されているときに発電するオルタネータと、前記オルタネータが発電した電力を蓄電可能なバッテリと、前記オルタネータに対して前記バッテリと並列に設けられ、前記オルタネータが発電した電力を蓄電可能なキャパシタと、前記オルタネータと前記バッテリとを電気的に接続する第１回路と、前記キャパシタと前記第１回路とを電気的に接続する第２回路とを備え、前記第１回路は、前記第２回路との接続部分と前記バッテリとの間にＤＣ−ＤＣコンバータを備えず、前記接続部分と前記バッテリとの間に介在されるリレーを備え、前記リレーは、車両が制動されているときにオンされ、車両の制動が解除されているときにオフされることを特徴としている。
【００１１】
このような構成によれば、電力回生システムにＤＣ−ＤＣコンバータを設けず、電力回生システムの構成を簡略化することができる。
【００１２】
しかも、車両の制動が解除されているときに、キャパシタとバッテリとの間に介在されるリレーをオフすれば、キャパシタの電力が消費されることを防止できる。
【００１３】
その結果、オルタネータが発電した電力をキャパシタに確実に蓄電することができながら、電力回生システムの構成を簡略化することができる。
【００１４】
また、本発明の電力回生システムでは、前記キャパシタは、ハイブリッドキャパシタであることが好適である。
【００１５】
このような構成によれば、キャパシタの中でも放電容量の高いハイブリッドキャパシタに効率よく蓄電することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、オルタネータが発電した電力をキャパシタに確実に蓄電することができながら、電力回生システムの構成を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の電力回生システムの一実施形態の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
１．電力回生システムの構成
図１は、本発明の電力回生システムの一実施形態の概略構成図である。
【００１９】
電力回生システム１は、車両に搭載され、車両が制動されているときに発電し、発電した電力を蓄電または使用するシステムである。なお、電力回生システム１が搭載される車両は、特に制限されず、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどのエンジンを駆動源とする車両、モータを駆動源とする車両、または、エンジンとモータとの両方を駆動源とするハイブリッド車両などが挙げられる。電力回生システム１は、オルタネータ２と、バッテリ３と、キャパシタ４と、回路部５とを備えている。
【００２０】
オルタネータ２は、車軸に対して駆動伝達可能に接続されており、車両が制動されるときに、車輪の回転駆動力によって発電する。オルタネータ２の出力電圧は、例えば、１２Ｖである。
【００２１】
バッテリ３としては、鉛蓄電池などの二次電池が挙げられる。バッテリ３の出力電圧は、オルタネータ２の出力電圧とほぼ同じであり、具体的には、１２Ｖである。
【００２２】
キャパシタ４としては、例えば、リチウムイオンキャパシタなどのハイブリッドキャパシタや、電気二重層キャパシタが挙げられ、好ましくは、ハイブリッドキャパシタが挙げられる。キャパシタ４がハイブリッドキャパシタであると、キャパシタ４の放電容量を高くでき、オルタネータ２からの電力を効率よく蓄電することができる。キャパシタ４の出力電圧は、オルタネータ２の出力電圧とほぼ同じであり、具体的には、１２〜１５．２Ｖである。
【００２３】
回路部５は、オルタネータ２、バッテリ３およびキャパシタ４を電気的に接続する回路である。回路部５は、第１回路６と、第２回路７とを備えている。
【００２４】
第１回路６は、オルタネータ２とバッテリ３とを電気的に接続する回路である。第１回路６は、第２配線１０（後述）との接続部分Ｃと、バッテリ３との間において、ＤＣ−ＤＣコンバータを備えていない。第１回路６は、第１配線８と、リレーとしての第１リレー９とを備えている。
【００２５】
第１配線８は、一端が、オルタネータ２に電気的に接続され、他端が、バッテリ３のプラス端子に電気的に接続されている。
【００２６】
第１リレー９は、第１配線８の途中において、第１配線８と第２配線１０（後述）との接続部分Ｃと、バッテリ３との間に介在されている。第１リレー９は、車両のブレーキペダルが操作されているときにオンされ、車両のブレーキペダルの操作が解除されているときにオフされる。
【００２７】
第２回路７は、キャパシタ４と第１回路６とを電気的に接続する回路である。第２回路７は、第２配線１０と、第２リレー１１とを備えている。
【００２８】
第２配線１０は、一端が、オルタネータ２と第１リレー９との間において第１配線８の途中に電気的に接続され、他端が、キャパシタ４のプラス端子に電気的に接続されている。
【００２９】
第２リレー１１は、第２配線１０の途中に介在されている。第２リレー１１は、車両のアクセルペダルの操作量が所定の操作量以上であるときにオンされ、車両のアクセルペダルの操作量が所定の操作量未満であるときにオフされる。
【００３０】
そして、電力回生システム１には、スタータ２１、電圧低下対応電気デバイス２２、電圧低下非対応電気デバイス２３などが電気的に接続されている。
【００３１】
スタータ２１は、車両がエンジンを搭載している場合に、エンジンを始動させるためのモータである。
【００３２】
電圧低下対応電気デバイス２２としては、例えば、ランプ、デフロスタ、ブロワ、シートヒータ、ファン、パワーウィンドウなどが挙げられる。
【００３３】
電圧低下非対応電気デバイス２３としては、例えば、オーディオ、ナビゲーションシステム、速度計や回転速度計などのメータ、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、電動パワーステアリング、アンチブレーキロックシステム（ＡＢＳ）などが挙げられる。なお、電圧低下非対応電気デバイス２３は、昇圧コンバータ（ＢＢＣ）２４を介して、電力回生システム１に電気的に接続されている。
２．電力回生動作
次いで、電力回生システム１の電力回生動作について説明する。
【００３４】
車両が動作していないときには、第１リレー９および第２リレー１１は、ともにオフされている。
【００３５】
そして、車両が始動されるときには、イグニッションスイッチのオンにより、バッテリ３からスタータ２１、電圧低下対応電気デバイス２２および電圧低下非対応電気デバイス２３に電力が供給される。これにより、車両が始動する。
【００３６】
次いで、車両が加速されると、アクセルペダルの操作量が所定の操作量以上となったときに、第２リレー１１がオンされる。なお、このとき、ブレーキペダルは操作されておらず、第１リレー９は、オフされている。
【００３７】
すると、キャパシタ４からオルタネータ２に電力が供給され、オルタネータ２が駆動される。オルタネータ２からの駆動力は、車軸に伝達され、車輪を回転させる。すなわち、オルタネータ２は、キャパシタ４からの電力を消費して駆動し、車両の加速を補助する。
【００３８】
次いで、車両が目的の速度に達し、一定の速度で走行すると、アクセルペダルの操作量が所定の操作量未満となったときに、第２リレー１１がオフされる。なお、このときにも、ブレーキペダルは操作されておらず、第１リレー９は、オフされている。すなわち、車両の制動が解除されているときには、第１リレー９は、オフされる。
【００３９】
次いで、車両が減速されるときには、ブレーキペダルが操作され、第１リレー９および第２リレー１１がともにオンされる。すなわち、車両が制動されているときに、第１リレー９がオンされる。このとき、オルタネータ２は、車軸を介して車輪の回転駆動力を受け、発電する。
【００４０】
すると、オルタネータ２で発電された電力は、バッテリ３およびキャパシタ４に供給され、バッテリ３およびキャパシタ４に蓄電される。
３．作用効果
この電力回生システム１によれば、図１に示すように、電力回生システム１にＤＣ−ＤＣコンバータを設けず、電力回生システム１の構成を簡略化することができる。
【００４１】
しかも、車両の制動が解除されているときに、キャパシタ４とバッテリ３との間に介在される第１リレー９をオフしているので、キャパシタ４の電力が消費されることを防止できる。
【００４２】
その結果、オルタネータ２が発電した電力をキャパシタ４に確実に蓄電することができながら、電力回生システム１の構成を簡略化することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１      電力回生システム
２      オルタネータ
３      バッテリ
４      キャパシタ
６      第１回路
７      第２回路
９      第１リレー
Ｃ      接続部分
【図１】
2015162978.tif 000003