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JP3891129B2 - Vehicle power supply - Google Patents
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JP3891129B2 - Vehicle power supply - Google Patents

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JP3891129B2 JP2003064105A JP2003064105A JP3891129B2 JP 3891129 B2 JP3891129 B2 JP 3891129B2 JP 2003064105 A JP2003064105 A JP 2003064105A JP 2003064105 A JP2003064105 A JP 2003064105A JP 3891129 B2 JP3891129 B2 JP 3891129B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のエンジンが停止した場合でも、電源供給を停止してはならない負荷へ、電源供給を可能とする車両用電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両によっては、エンジンが停止された場合でも、電源供給を停止したのでは具合が悪い電気機器が装備されているものがある。そのような車両の例としては、例えば冷凍車が挙げられる。
冷凍車は、食品等を冷凍したまま輸送するのに使用されるわけであるが、これにはコンプレッサ等の電気機器が装備されている。エンジンが回転中は、エンジンによって駆動される発電機より電源が供給されるが、エンジンが停止された場合には供給されなくなる。従って、冷凍機能を維持したいという場合には、停車してもエンジンを停止することが出来なかった。
【0003】
ところが、最近では環境への配慮から、荷下ろし等で車両が停車している場合には、エンジンを停止することが強く求められ、停止することはもはや常識となって来ている。しかし、エンジンを停止すると発電も停止し、冷凍機能が損なわれることになる。
そこで、エンジン停止時でもコンプレッサ等の電気機器への電源供給を可能としたものが、考えられている。
図3は、従来の冷凍車の冷凍に関する構成を示す図である。図3において、20は冷凍車、21は発電機、22は車載バッテリ、23はエンジン、24は第1コンプレッサ、25はパイプ、26は冷凍機、27は第2コンプレッサ、28はモータ、29は第2コンプレッサ装置、30はプラグである。
【0004】
パイプ25は、冷凍機26への冷媒を循環させるパイプである。第1コンプレッサ24はエンジン23に連結されており、エンジン23が回転中はそれに駆動され、冷媒は第1コンプレッサ24により循環される。
荷下ろしなどのためにエンジン23を停止した場合には、プラグ30が外部商用電源のコンセントに差し込まれ、第2コンプレッサ装置29が作動させられる。即ち、外部商用電源によりモータ28が回転され、第2コンプレッサ27が駆動される。これにより、エンジン停止時でも、冷凍機26に冷媒が循環供給され、冷凍機能が維持される。
【0005】
しかし、荷下ろしする場所に常に外部商用電源のコンセントが有るとは限らない。無い場合には、冷凍機能を維持することが出来ない。そこで、外部商用電源が無い場所でエンジンを停止しても、冷凍機能を維持するようにした車両用電源装置が考えられている。
図5は、そのような従来の車両用電源装置の1例を示す図である(特開平11−4506号公報)。図5において、40はエンジン、41は発電機、42は整流回路、43は調圧回路、44はインバータ、45はプラグ、46はモータ、47はコンプレッサ、48はコンプレッサ装置、49は双方向DC−DCコンバータ、50は車載バッテリ、51はコントローラ、60は絶縁トランス、61は1次側コイル、62は2次側コイル、63,64はスイッチング素子、65はリアクトル、66,67はスイッチング素子である。
コントローラ51は、調圧回路43,インバータ44,双方向DC−DCコンバータ49の動作を制御するためのものである。
【0006】
発電機41は3相200Vの交流を発電する発電機であり、プラグ45は200Vの外部商用電源と接続するためのプラグである。そして車載バッテリ50の電圧は、24Vである。調圧回路43は電圧を調整するための回路であり、インバータ44は直流−交流間の変換をする。双方向DC−DCコンバータ49は、車載バッテリ50へ充電電圧を供給する場合には、高圧の直流から低圧の直流へと変換し、車載バッテリ50によりコンプレッサ装置48を作動させる場合には、低圧の直流から高圧の直流へと変換する。
【0007】
各場合の動作は、次の通りである。
(1)エンジン40が回転して発電機41が発電している時は、発電機41→整流回路42→調圧回路43→インバータ44という経路で発生させられた交流が、コンプレッサ装置48に供給され、それを作動させる。一方、それと同時に、発電機41→整流回路42→双方向DC−DCコンバータ49という経路で発生させられた低圧の直流(24V程度)が、車載バッテリ50に供給され、それを充電する。
【0008】
(2)エンジン40を停止させた場合であって、外部商用電源が使用し得る場合には、プラグ45を外部商用電源のコンセントに差し込む。外部商用電源は、コンプレッサ装置48に供給され、それを作動させる。一方、プラグ45→インバータ44→調圧回路43→双方向DC−DCコンバータ49という経路で発生させられた低圧の直流が、車載バッテリ50に供給され、それを充電する。
【0009】
(3)エンジン40を停止させた場合であって、外部商用電源が無い場合には、車載バッテリ50→双方向DC−DCコンバータ49→調圧回路43→インバータ44という経路で発生させられた交流が、コンプレッサ装置48に供給され、それを作動させる。
なお、車両電源装置に関する従来の文献としては、その他に特開平7−75208号公報,特開平9−65504号公報がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した図5の従来例には、次のような問題点があった。
第1の問題点は、車載バッテリの劣化が早く、寿命が短くなるという点である。第2の問題点は、回路構成が複雑となり、コストも高くなるという点である。まず第1の問題点であるが、外部商用電源が無い所でエンジンを停止させる度に、車載バッテリ50からコンプレッサ装置48への電源供給のため、放電することになるが、コンプレッサ装置48の消費電力量は車載の補機(ラジオ等)に比べてはるかに大であり、放電量は大となる。従って、その後エンジンが回転し始めてから行なわれる充電の充電量も大となる。即ち、深度大の放電,充電が頻繁に繰り返されることになり、車載バッテリ50の劣化は早く、寿命は短くなる。
【0011】
次に第2の問題点であるが、従来例で使っている発電機41としては、商用電源(例、200V)で動作するところのコンプレッサ装置48に適合するよう、商用電源電圧(例、200V)を発生する発電機を用いている。従って、車載バッテリ50の充電をするためには、バッテリ電圧(例、24V)まで低下させる双方向DC−DCコンバータ49を設ける必要があった。そのため回路構成が複雑となり、コストも高くなってしまっていた。
本発明は、以上のような問題点を解決することを課題とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、エンジンにより駆動され整流出力を生ずる発電機と、該発電機より入力が供給される車両電源回路とから成る車両用電源装置であって、該車両電源回路は、第2接点と前記発電機に接続された第1接点とを切り換える第1の回路切換器と、該第1の回路切換器からの直流が入力され、昇圧制御がなされる直流昇圧回路と、第1接点が該直流昇圧回路の一方の出力端子に接続され、第2接点が前記第1の回路切換器の第2接点に接続された第2の回路切換器と、該第2の回路切換器と前記直流昇圧回路の他方の出力端子との間に接続された蓄電装置と、前記直流昇圧回路の出力側に接続されたインバータと、前記直流昇圧回路への入力電流,入力電圧,出力電圧の各検出信号を基に前記直流昇圧回路およびインバータの制御をするコントローラとを具えるよう構成され、前記第1,第2の回路切換器をそれぞれ第1接点側に切り換えることにより、前記発電機の出力電圧を前記直流昇圧回路で昇圧して前記インバータに供給すると共に前記蓄電装置の充電をし、前記第1,第2の回路切換器をそれぞれ第2接点側に切り換えることにより、前記蓄電装置の充電電圧を前記直流昇圧回路で昇圧して前記インバータに供給するようにしたことを特徴とする車両用電源装置を提供することとした。
【0013】
なお、前記した蓄電装置としては、電気2重層コンデンサを用いることが出来る。また、車載の補機への給電をする車載バッテリを、前記車両電源回路と共に発電機へ接続する構成としてもよい。
【0014】
(作 用)
エンジン回転時においては、エンジンで駆動される発電機の直流出力を、直流昇圧回路に入力し、その昇圧電圧をインバータで交流に変換し、交流負荷(コンプレッサ装置等)に給電する。同時にその昇圧電圧で蓄電装置を充電しておく。エンジン停止時には、回路切換器により回路の切り換えを行い、該蓄電装置の充電電圧を直流昇圧回路に入力し、その昇圧電圧をインバータに供給する。
これにより、エンジンを停止して発電電圧が得られなくとも、依然として交流負荷を作動させ続けることが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の車両用電源装置を示す図である。図1において、1はエンジン、2は発電機、3は車載バッテリ、4は車両電源回路、5は回路切換器、6は電流検出器、7はリアクトル、8はダイオード、9はスイッチング素子、10はダイオード、11は直流昇圧回路、12はコントローラ、13は回路切換器、14は蓄電装置、15はインバータ、16はモータ、17はコンプレッサ、18はコンプレッサ装置である。
【0016】
エンジン1,発電機2および車載バッテリ3は、従来から車両に搭載されているものと同様のものであり、コンプレッサ装置18も、従来から冷凍車に搭載されているものと同様のものである。本発明で新たに提案しようとしているのは、車両電源回路4である。
車両電源回路4は、回路切換器5,直流昇圧回路11,コントローラ12,回路切換器13,蓄電装置14およびインバータ15で構成される。
【0017】
回路切換器5,13は、それぞれ固定接点A,Bと可動接点Cを有しており、両者の可動接点Cは、エンジン1の回転時には固定接点A側へ、エンジン1の停止時には固定接点B側へと連動して切り換えられる。
直流昇圧回路11は、リアクトル7,ダイオード8,スイッチング素子9,およびスイッチング素子9に対して逆並列に接続されたダイオード10とから構成される。昇圧の度合は、直流昇圧回路11の入力側の電圧および出力側の電圧を検出しながら決定され、それに基づく昇圧制御は、スイッチング素子9のオン,オフのデューティ比を制御することによって行われる。なお、直流昇圧回路11の構成自体は、公知のものである。
【0018】
蓄電装置14としては、バッテリ,コンデンサ(特に電気2重層コンデンサ)を用いることが出来る。通常のバッテリの使用可能電圧範囲は9.6〜14.4V程度であるが、コンデンサの使用可能電圧範囲は、下は0Vからであり、広い。またコンデンサには、深度大の充放電を頻繁に繰り返しても、余り劣化しない(長寿命)という特徴がある。
【0019】
蓄電装置14は、発電機2の電圧(これは車載バッテリ3の電圧と略同じ)を直流昇圧回路11で昇圧した電圧で充電されるので、その充電電圧(蓄電電圧)は、車載バッテリ3の電圧より勿論高い。
電流検出器6は、車両電源回路4への入力電流を監視するために設けられている。蓄電装置14は大電流での充電も可能であるから、蓄電量が少ない場合には過大電流が流れて発電機電圧を低下させるという害を引き起こす恐れがある。それを避けるため、電流を監視し、過大電流とならないようスイッチング素子9のデューティ比を制御する。
【0020】
インバータ15は、入力されて来る直流電圧を、コンプレッサ装置18を作動させるのに適した交流電圧に変換する。
コントローラ12は、電流検出器6からの電流検出信号や、直流昇圧回路11の入力側の電圧検出信号,出力側の電圧検出信号等を基に、直流昇圧回路11(その中のスイッチング素子9)やインバータ15の動作を制御する。
【0021】
次に、本発明での動作を、エンジン回転時と停止時とに分けて説明する。
(1)エンジン回転時
エンジン1が回転し発電機2が発電している時には、回路切換器5,13を図1に示す如く、可動接点Cが固定接点Aにオンするよう切り換える。すると、発電機2の発電電圧は、車載バッテリ3や補機へ通常の如く供給されるばかりでなく、車両電源回路4へも供給される。
車両電源回路4へ供給された発電電圧は、直流昇圧回路11によって昇圧され、蓄電装置14を充電すると共に、インバータ15へ供給される。インバータ15は、入力された直流を、出力側に接続されている交流負荷(コンプレッサ装置18)に適合する交流に変換する。
【0022】
(2)エンジン停止時
エンジンを停止しても車両搭載の交流負荷(コンプレッサ装置など)を作動させておきたい場合には、回路切換器5,13を、その可動接点Cが固定接点Bにオンするよう切り換える。
図2は、そのように回路切換器5,13を切り換えた場合の図1を、回路動作が分かり易くなるよう書き換えたものである。即ち、本発明において、エンジン停止した非発電時に、蓄電電圧を入力として用いる場合の図である。符号は図1のものに対応している。
【0023】
このように切り換えると、蓄電装置14が回路切換器5,13を経て直流昇圧回路11の入力側に接続されることになる。
接続された当初、蓄電装置14はまだ放電していないので、その電圧は高い。従って、その時はまだ直流昇圧回路11での制御は、殆ど昇圧しないような制御としておけばよい。そのうちに低下してくるが、僅かに低下した程度ではインバータ15の制御で補償することが出来る。しかし、放電が進んでインバータ15の補償制御では間に合わなくなる程に低下量が大になると、直流昇圧回路11での制御は、徐々に昇圧度を高めた制御にしてゆく。そのようにして、コンプレッサ装置18へ所要の交流を供給する。
かくして、エンジン停止時に外部商用電源が無くとも、コンプレッサ装置18に交流を供給し続けることが可能となる。
【0024】
図4は、本発明の車両用電源装置を適用した冷凍車の冷凍に関する構成を示す図である。符号は図3,図1のものに対応している。図3の構成と相違している点は、図1に示す如き車両電源回路4が搭載され、発電機21の出力が車両電源回路4にも入力されるように接続されている点である。この冷凍車20では、次に説明するように、何処でも冷凍動作を行わせることが出来る。
▲1▼エンジン23が回転している時には、エンジン23で直接駆動される第1コンプレッサ24により、冷凍動作が行われる。
▲2▼荷下ろし等のために停車しエンジンを停止した所に、もし外部商用電源のコンセントがあれば、それにプラグ30を差し込む。すると、外部商用電源により第2コンプレッサ装置29が作動し、冷凍動作が行われる。
▲3▼荷下ろし等のために停車しエンジンを停止した所に、もし外部商用電源のコンセントが無ければ、車両電源回路4の中の回路切換器5,13を切り換える。すると、蓄電装置14を電源として第2コンプレッサ装置29が作動し、冷凍動作が行われる。
【0025】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の車両用電源装置によれば、次のような効果を奏する。
(1)請求項1の発明の効果
エンジンを停止させ発電機も停止した場合には、発電していた間に充電しておいた蓄電装置の充電電圧を、回路接続の切り換えにより直流昇圧回路の入力電圧として使用する。その昇圧電圧をインバータに入力すれば所要の交流出力を得ることが出来、交流負荷を作動させることが出来る。従って、エンジンを停止した所に外部商用電源が無くとも、交流負荷を作動させることが出来る。
【0026】
(2)請求項2の発明の効果
前項で述べた効果の他、補機への給電は、それ専用のバッテリにまかせることが出来るという効果がある。
(3)請求項3の発明の効果
前記(1)項で述べた効果の他、蓄電装置の寿命を長寿命にすることが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の車両用電源装置を示す図
【図2】 本発明において、エンジン停止した非発電時に蓄電電圧を入力として用いる場合の図
【図3】 従来の冷凍車の冷凍に関する構成を示す図
【図4】 本発明の車両用電源装置を適用した冷凍車の冷凍に関する構成を示す図
【図5】 従来の車両用電源装置の1例を示す図
【符号の説明】
1…エンジン、2…発電機、3…車載バッテリ、4…車両電源回路、5…回路切換器、6…電流検出器、7…リアクトル、8…ダイオード、9…スイッチング素子、10…ダイオード、11…直流昇圧回路、12…コントローラ、13…回路切換器、14…蓄電装置、15…インバータ、16…モータ、17…コンプレッサ、18…コンプレッサ装置、20…冷凍車、21…発電機、22…車載バッテリ、23…エンジン、24…第1コンプレッサ、25…パイプ、26…冷凍機、27…第2コンプレッサ、28…モータ、29…第2コンプレッサ装置、30…プラグ、40…エンジン、41…発電機、42…整流回路、43…調圧回路、44…インバータ、45…プラグ、46…モータ、47…コンプレッサ、48…コンプレッサ装置、49…双方向DC−DCコンバータ、50…車載バッテリ、51…コントローラ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicular power supply device that enables power supply to a load that should not stop power supply even when a vehicle engine is stopped.
[0002]
[Prior art]
Some vehicles are equipped with electrical devices that are in a bad condition when the power supply is stopped even when the engine is stopped. An example of such a vehicle is a freezer car.
A freezer car is used to transport food and the like while it is frozen, and is equipped with electrical equipment such as a compressor. While the engine is rotating, power is supplied from a generator driven by the engine, but is not supplied when the engine is stopped. Therefore, if it is desired to maintain the refrigeration function, the engine could not be stopped even if the vehicle stopped.
[0003]
However, recently, in consideration of the environment, when a vehicle is stopped due to unloading or the like, it is strongly required to stop the engine, and it is no longer common sense to stop. However, when the engine is stopped, power generation is also stopped and the refrigeration function is impaired.
In view of this, it has been considered that power can be supplied to an electric device such as a compressor even when the engine is stopped.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration related to refrigeration of a conventional refrigeration vehicle. In FIG. 3, 20 is a refrigeration vehicle, 21 is a generator, 22 is an in-vehicle battery, 23 is an engine, 24 is a first compressor, 25 is a pipe, 26 is a refrigerator, 27 is a second compressor, 28 is a motor, and 29 is The second compressor device 30 is a plug.
[0004]
The pipe 25 is a pipe for circulating the refrigerant to the refrigerator 26. The first compressor 24 is connected to the engine 23. The engine 23 is driven while the engine 23 is rotating, and the refrigerant is circulated by the first compressor 24.
When the engine 23 is stopped for unloading or the like, the plug 30 is inserted into an outlet of an external commercial power source, and the second compressor device 29 is operated. That is, the motor 28 is rotated by the external commercial power source, and the second compressor 27 is driven. Thereby, even when the engine is stopped, the refrigerant is circulated and supplied to the refrigerator 26, and the refrigeration function is maintained.
[0005]
However, there is not always an outlet for an external commercial power source at the place where the cargo is unloaded. If not, the refrigeration function cannot be maintained. In view of this, a vehicle power supply device has been considered that maintains the refrigeration function even when the engine is stopped in a place where there is no external commercial power supply.
FIG. 5 is a diagram showing an example of such a conventional vehicle power supply device (Japanese Patent Laid-Open No. 11-4506). In FIG. 5, 40 is an engine, 41 is a generator, 42 is a rectifier circuit, 43 is a pressure regulating circuit, 44 is an inverter, 45 is a plug, 46 is a motor, 47 is a compressor, 47 is a compressor device, and 49 is a bidirectional DC. DC converter, 50 on-vehicle battery, 51 controller, 60 isolation transformer, 61 primary coil, 62 secondary coil, 63 and 64 switching elements, 65 reactors, 66 and 67 switching elements is there.
The controller 51 is for controlling the operation of the voltage regulator circuit 43, the inverter 44, and the bidirectional DC-DC converter 49.
[0006]
The generator 41 is a generator that generates a three-phase 200V alternating current, and the plug 45 is a plug for connecting to a 200V external commercial power source. And the voltage of the vehicle-mounted battery 50 is 24V. The voltage adjusting circuit 43 is a circuit for adjusting the voltage, and the inverter 44 performs conversion between DC and AC. The bidirectional DC-DC converter 49 converts the high-voltage direct current to the low-voltage direct current when supplying a charging voltage to the in-vehicle battery 50, and when operating the compressor device 48 by the in-vehicle battery 50, Convert from direct current to high voltage direct current.
[0007]
The operation in each case is as follows.
(1) When the engine 40 is rotating and the generator 41 is generating electricity, the alternating current generated through the path of the generator 41 → the rectifier circuit 42 → the pressure regulator circuit 43 → the inverter 44 is supplied to the compressor device 48. And actuate it. On the other hand, at the same time, a low-voltage direct current (about 24 V) generated through the path of the generator 41 → the rectifier circuit 42 → the bidirectional DC-DC converter 49 is supplied to the in-vehicle battery 50 and charged.
[0008]
(2) When the engine 40 is stopped and an external commercial power source can be used, the plug 45 is inserted into an outlet of the external commercial power source. External commercial power is supplied to the compressor device 48 to operate it. On the other hand, the low-voltage direct current generated through the path of plug 45 → inverter 44 → regulator circuit 43 → bidirectional DC-DC converter 49 is supplied to the in-vehicle battery 50 to charge it.
[0009]
(3) When the engine 40 is stopped and there is no external commercial power supply, the AC generated by the path of the on-vehicle battery 50 → the bidirectional DC-DC converter 49 → the pressure regulating circuit 43 → the inverter 44 Is supplied to the compressor device 48 to operate it.
Other conventional literature relating to vehicle power supply devices include Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-75208 and 9-65504.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example shown in FIG. 5 has the following problems.
The first problem is that the in-vehicle battery is rapidly deteriorated and its life is shortened. The second problem is that the circuit configuration becomes complicated and the cost increases. The first problem is that every time the engine is stopped in a place where there is no external commercial power supply, electric power is supplied from the in-vehicle battery 50 to the compressor device 48. The amount of electric power is much larger than on-vehicle auxiliary equipment (radio etc.), and the amount of discharge is large. Therefore, the amount of charge that is performed after the engine starts to rotate is also increased. That is, discharging and charging at a large depth are frequently repeated, and the in-vehicle battery 50 is rapidly deteriorated and its life is shortened.
[0011]
Next, as a second problem, the generator 41 used in the conventional example has a commercial power supply voltage (eg, 200 V) so as to be compatible with the compressor device 48 operating with a commercial power supply (eg, 200 V). ) Is used. Therefore, in order to charge the in-vehicle battery 50, it is necessary to provide a bidirectional DC-DC converter 49 that reduces the battery voltage (eg, 24V). This complicates the circuit configuration and increases the cost.
An object of the present invention is to solve the above problems.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a vehicle power supply device comprising a generator driven by an engine and generating a rectified output, and a vehicle power supply circuit to which an input is supplied from the generator. Includes a first circuit switch that switches between the second contact and the first contact connected to the generator, and a DC boost circuit that receives a direct current from the first circuit switch and performs boost control. A second circuit switch having a first contact connected to one output terminal of the DC booster circuit and a second contact connected to a second contact of the first circuit switch; and the second circuit A power storage device connected between the switch and the other output terminal of the DC boost circuit, an inverter connected to the output side of the DC boost circuit, an input current, an input voltage, and an output to the DC boost circuit Based on each voltage detection signal, the DC booster circuit and A controller for controlling the inverter, and the first and second circuit switchers are respectively switched to the first contact side to boost the output voltage of the generator by the DC boost circuit. The power storage device is charged while being supplied to the inverter, and the charge voltage of the power storage device is boosted by the DC boost circuit by switching the first and second circuit switchers to the second contact side. A power supply device for a vehicle is provided that is supplied to the inverter.
[0013]
Note that an electric double layer capacitor can be used as the power storage device. Moreover, it is good also as a structure which connects the vehicle-mounted battery which supplies electric power to a vehicle-mounted auxiliary machine with a generator with the said vehicle power supply circuit.
[0014]
(Work)
During engine rotation, the DC output of the generator driven by the engine is input to a DC booster circuit, the boosted voltage is converted to AC by an inverter, and power is supplied to an AC load (such as a compressor device). At the same time, the power storage device is charged with the boosted voltage. When the engine is stopped, the circuit is switched by the circuit switch, the charging voltage of the power storage device is input to the DC booster circuit, and the boosted voltage is supplied to the inverter.
As a result, even if the engine is stopped and the generated voltage cannot be obtained, it is possible to continue operating the AC load.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a vehicle power supply device of the present invention. In FIG. 1, 1 is an engine, 2 is a generator, 3 is an in-vehicle battery, 4 is a vehicle power supply circuit, 5 is a circuit switch, 6 is a current detector, 7 is a reactor, 8 is a diode, 9 is a switching element, 10 Is a diode, 11 is a DC booster circuit, 12 is a controller, 13 is a circuit switcher, 14 is a power storage device, 15 is an inverter, 16 is a motor, 17 is a compressor, and 18 is a compressor device.
[0016]
The engine 1, the generator 2 and the in-vehicle battery 3 are the same as those conventionally mounted on a vehicle, and the compressor device 18 is the same as that conventionally mounted on a refrigeration vehicle. The vehicle power supply circuit 4 is newly proposed in the present invention.
The vehicle power supply circuit 4 includes a circuit switch 5, a DC booster circuit 11, a controller 12, a circuit switch 13, a power storage device 14, and an inverter 15.
[0017]
The circuit changers 5 and 13 have fixed contacts A and B and a movable contact C, respectively. The movable contact C of the both switches to the fixed contact A side when the engine 1 rotates, and the fixed contact B when the engine 1 stops. It is switched in conjunction with the side.
The DC booster circuit 11 includes a reactor 7, a diode 8, a switching element 9, and a diode 10 connected in antiparallel to the switching element 9. The degree of boosting is determined while detecting the voltage on the input side and the voltage on the output side of the DC booster circuit 11, and boosting control based on the voltage is performed by controlling the on / off duty ratio of the switching element 9. Note that the configuration itself of the DC booster circuit 11 is known.
[0018]
As the power storage device 14, a battery or a capacitor (particularly an electric double layer capacitor) can be used. The usable voltage range of a normal battery is about 9.6 to 14.4 V, but the usable voltage range of the capacitor is from 0 V below and is wide. In addition, the capacitor has a feature that it does not deteriorate much (long life) even if charging and discharging at a large depth are repeated frequently.
[0019]
Since the power storage device 14 is charged with a voltage obtained by boosting the voltage of the generator 2 (which is substantially the same as the voltage of the in-vehicle battery 3) by the DC boost circuit 11, the charging voltage (accumulated voltage) is Of course higher than voltage.
The current detector 6 is provided for monitoring the input current to the vehicle power supply circuit 4. Since the power storage device 14 can be charged with a large current, if the amount of stored power is small, an excessive current may flow and cause the harm of lowering the generator voltage. In order to avoid this, the current is monitored, and the duty ratio of the switching element 9 is controlled so as not to become an excessive current.
[0020]
The inverter 15 converts the incoming DC voltage into an AC voltage suitable for operating the compressor device 18.
The controller 12 is based on the current detection signal from the current detector 6, the voltage detection signal on the input side of the DC boost circuit 11, the voltage detection signal on the output side, and the like, and the DC boost circuit 11 (the switching element 9 therein). And the operation of the inverter 15 is controlled.
[0021]
Next, the operation of the present invention will be described separately when the engine is rotating and when the engine is stopped.
(1) When the engine is rotating When the engine 1 is rotating and the generator 2 is generating power, the circuit switches 5 and 13 are switched so that the movable contact C is turned on to the fixed contact A as shown in FIG. Then, the generated voltage of the generator 2 is not only supplied to the vehicle-mounted battery 3 and the auxiliary machine as usual, but is also supplied to the vehicle power supply circuit 4.
The generated voltage supplied to the vehicle power supply circuit 4 is boosted by the DC booster circuit 11, charges the power storage device 14, and is supplied to the inverter 15. The inverter 15 converts the input direct current into alternating current suitable for an alternating current load (compressor device 18) connected to the output side.
[0022]
(2) When the engine is stopped If the AC load (compressor device, etc.) mounted on the vehicle is to be operated even when the engine is stopped, the circuit switchers 5 and 13 are turned on with the movable contact C turned on to the fixed contact B. Switch to
FIG. 2 is a rewrite of FIG. 1 in which the circuit switches 5 and 13 are switched in this way so that the circuit operation can be easily understood. That is, in the present invention, the stored voltage is used as an input during non-power generation when the engine is stopped. The reference numerals correspond to those in FIG.
[0023]
When switching in this way, the power storage device 14 is connected to the input side of the DC booster circuit 11 via the circuit switches 5 and 13.
Since the power storage device 14 is not yet discharged at the beginning of the connection, its voltage is high. Therefore, at that time, the control by the DC booster circuit 11 may be a control that hardly boosts the voltage. Although it decreases over time, it can be compensated by the control of the inverter 15 to a slight extent. However, if the amount of decrease becomes so large that the discharge progresses and the compensation control of the inverter 15 is not in time, the control in the DC booster circuit 11 gradually increases the boosting degree. In this way, the required alternating current is supplied to the compressor device 18.
Thus, even when there is no external commercial power supply when the engine is stopped, it is possible to continue supplying alternating current to the compressor device 18.
[0024]
FIG. 4 is a diagram showing a configuration related to refrigeration of a refrigerator car to which the vehicle power supply device of the present invention is applied. The reference numerals correspond to those in FIGS. A difference from the configuration of FIG. 3 is that a vehicle power supply circuit 4 as shown in FIG. 1 is mounted and connected so that the output of the generator 21 is also input to the vehicle power supply circuit 4. In the freezer wheel 20, the freezing operation can be performed anywhere as described below.
(1) When the engine 23 is rotating, the refrigeration operation is performed by the first compressor 24 that is directly driven by the engine 23.
(2) If there is an external commercial power outlet at the place where the engine is stopped for unloading or the like and the engine is stopped, the plug 30 is inserted therein. Then, the 2nd compressor apparatus 29 act | operates with an external commercial power supply, and freezing operation is performed.
(3) If there is no external commercial power outlet when the engine is stopped for unloading or the like and the engine is stopped, the circuit switches 5 and 13 in the vehicle power circuit 4 are switched. Then, the 2nd compressor apparatus 29 act | operates by using the electrical storage apparatus 14 as a power supply, and freezing operation is performed.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, the vehicle power supply device of the present invention has the following effects.
(1) The effect of the invention of claim 1 When the engine is stopped and the generator is also stopped, the charging voltage of the power storage device that has been charged during power generation is changed by switching the circuit connection. Used as input voltage. If the boosted voltage is input to the inverter, the required AC output can be obtained and the AC load can be operated. Therefore, even if there is no external commercial power source where the engine is stopped, the AC load can be operated.
[0026]
(2) Effect of the invention of claim 2 In addition to the effect described in the preceding paragraph, there is an effect that the power supply to the auxiliary machine can be entrusted to a dedicated battery.
(3) Effect of the Invention of Claim 3 In addition to the effect described in the item (1), there is an effect that the life of the power storage device can be extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a power supply device for a vehicle according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a case where a stored voltage is used as an input during non-power generation when the engine is stopped. FIG. 4 is a diagram showing a configuration related to refrigeration of a refrigerator car to which the vehicle power supply device of the present invention is applied. FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional vehicle power supply device.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Generator, 3 ... Vehicle-mounted battery, 4 ... Vehicle power supply circuit, 5 ... Circuit switching device, 6 ... Current detector, 7 ... Reactor, 8 ... Diode, 9 ... Switching element, 10 ... Diode, 11 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... DC booster circuit, 12 ... Controller, 13 ... Circuit changer, 14 ... Power storage device, 15 ... Inverter, 16 ... Motor, 17 ... Compressor, 18 ... Compressor device, 20 ... Refrigeration vehicle, 21 ... Generator, 22 ... In-vehicle Battery, 23 ... Engine, 24 ... First compressor, 25 ... Pipe, 26 ... Refrigerator, 27 ... Second compressor, 28 ... Motor, 29 ... Second compressor device, 30 ... Plug, 40 ... Engine, 41 ... Generator , 42 ... Rectifier circuit, 43 ... Regulator circuit, 44 ... Inverter, 45 ... Plug, 46 ... Motor, 47 ... Compressor, 48 ... Compressor device, 4 ... bi-directional DC-DC converter, 50 ... vehicle battery, 51 ... controller

Claims (3)

エンジンにより駆動され整流出力を生ずる発電機と、該発電機より入力が供給される車両電源回路とから成る車両用電源装置であって、
該車両電源回路は、
第2接点と前記発電機に接続された第1接点とを切り換える第1の回路切換器と、
該第1の回路切換器からの直流が入力され、昇圧制御がなされる直流昇圧回路と、
第1接点が該直流昇圧回路の一方の出力端子に接続され、第2接点が前記第1の回路切換器の第2接点に接続された第2の回路切換器と、
該第2の回路切換器と前記直流昇圧回路の他方の出力端子との間に接続された蓄電装置と、
前記直流昇圧回路の出力側に接続されたインバータと、
前記直流昇圧回路への入力電流,入力電圧,出力電圧の各検出信号を基に前記直流昇圧回路およびインバータの制御をするコントローラとを具えるよう構成され、
前記第1,第2の回路切換器をそれぞれ第1接点側に切り換えることにより、前記発電機の出力電圧を前記直流昇圧回路で昇圧して前記インバータに供給すると共に前記蓄電装置の充電をし、
前記第1,第2の回路切換器をそれぞれ第2接点側に切り換えることにより、前記蓄電装置の充電電圧を前記直流昇圧回路で昇圧して前記インバータに供給するようにしたことを特徴とする車両用電源装置。
A vehicle power supply device comprising a generator driven by an engine to generate a rectified output, and a vehicle power supply circuit to which an input is supplied from the generator,
The vehicle power supply circuit
A first circuit switch that switches between a second contact and a first contact connected to the generator;
A DC booster circuit that receives DC from the first circuit switcher and performs boost control;
A second circuit switch in which a first contact is connected to one output terminal of the DC booster circuit, and a second contact is connected to a second contact of the first circuit switch;
A power storage device connected between the second circuit switcher and the other output terminal of the DC booster circuit;
An inverter connected to the output side of the DC booster circuit;
A controller for controlling the DC booster circuit and the inverter based on detection signals of input current, input voltage, and output voltage to the DC booster circuit;
By switching each of the first and second circuit switchers to the first contact side, the output voltage of the generator is boosted by the DC boost circuit and supplied to the inverter and the power storage device is charged.
The vehicle wherein the first and second circuit switchers are respectively switched to the second contact side to boost the charging voltage of the power storage device by the DC booster circuit and supply it to the inverter. Power supply.
車載の補機への給電をする車載バッテリを、前記車両電源回路と共に発電機へ接続したことを特徴とする請求項1記載の車両用電源装置。2. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein a vehicle-mounted battery for supplying power to the vehicle-mounted auxiliary device is connected to a generator together with the vehicle power supply circuit. 蓄電装置として電気2重層コンデンサを用いたことを特徴とする請求項1または2記載の車両用電源装置。3. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein an electric double layer capacitor is used as the power storage device.
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