车辆用电源控制装置以及车辆用电源装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200480013514.5

申请日:

2004.05.14

公开号:

CN1792014A

公开日:

2006.06.21

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的视为放弃|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H02J7/14(2006.01); H02J1/00(2006.01)

主分类号:

H02J7/14

申请人:

株式会社三国;

发明人:

山崎茂

地址:

日本东京

优先权:

2003.05.21 JP 142900/2003

专利代理机构:

北京润平知识产权代理有限公司

代理人:

周建秋;王凤桐

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内容摘要

本发明涉及至少从引擎启动开始到运行期间内能够输出稳定电压的车辆用电源控制装置以及电源装置。本发明组成包括:将内燃机主电源电路提供的第1电压强度的电源电力变换成第2电压强度的充电电路、储存经过上述充电电路变换的第2电压强度电力的电容器、当上述电源电力的电压低于预定值时,将上述电容器储存的第2电压强度的电力变换成第1电压强度供应到主电源电路的放电电路,从而能够使内燃机的主电源电路的电压维持在预定范围内。

权利要求书

1、  一种车辆用电源控制装置,其特征是,其组成包括将内燃机主电源电路提供的第1电压强度的电源电力变换成第2电压强度的充电电路,储存经过所述充电电路变换的第2电压强度电力的电容器,当所述电源电力的电压低于预设值时将所述电容器储存的第2电压强度的电力变换成所述第1电压强度供应到所述主电源电路的放电电路,从而能够使所述内燃机的主电源电路的电压维持在预定范围内。

2、
  一种车辆用电源装置,其特征是,其组成包括将与内燃机连接的发电机产生的电力供给到各负载的主电源电路,将所述主电源电路提供的第1电压强度的电源电力变换成第2电压强度的充电电路,储存经过所述充电电路变换的所述第2电压强度电力的电容器,当所述电源电力的电压低于预设值时将所述电容器储存的第2电压强度的电力变换成第1电压强度供应到主电源电路的放电电路,从而能够使所述内燃机的主电源电路的电压维持在预定范围内。

3、
  如权利要求1所述的车辆用电源控制装置或权利要求2所述的车辆用电源装置,其特征是,具有能够检测到内燃机停止状态并禁止所述放电电路工作的禁止放电控制电路。

4、
  如权利要求3所述的车辆用电源控制装置或车辆用电源装置,其特征是,通过所述内燃机转动曲柄的转动信号或所述发电机的输出电压波形检测所述内燃机停止状态。

5、
  如权利要求1所述的车辆用电源控制装置或权利要求2所述的车辆用电源装置,其特征是,所述内燃机开始启动时,启动所述放电电路,由所述电容器向所述主电源电路供给电力。

6、
  如权利要求1所述的车辆用电源控制装置或权利要求2所述的车辆用电源装置,其特征是,所述充电电路具有充电控制电路,当所述电容器的电压超过预定值的时候,能够阻断所述主电源电路继续向所述电容器充电。

7、
  如权利要求1所述的车辆用电源控制装置或权利要求2所述的车辆用电源装置,其特征是,所述充电电路在所述主电源电路的电压超过预定值且所述电容器的电压低于预定值的时候启动。

8、
  如权利要求1所述的车辆用电源控制装置或权利要求2所述的车辆用电源装置,其特征是,所述电容器为双电荷层电容器。

9、
  如权利要求1所述的车辆用电源控制装置或权利要求2所述的车辆用电源装置,其特征是,组成包括光电转换装置以及用所述光电转换装置产生的电力向所述电容器充电的光电充电电路。

10、
  如权利要求7所述的车辆用电源控制装置或车辆用电源装置,其特征是,组成所述充电电路的DC/DC变换器和组成所述放电电路的DC/DC变换器共用一个电感器,该电感器的一端与所述充电电路以及所述放电电路连接,另一端与所述电容器连接。

11、
  如权利要求1所述的车辆用电源控制装置或权利要求2所述的车辆用电源装置,其特征是,所述第2电压强度低于所述第1电压强度。

12、
  如权利要求11所述的车辆用电源控制装置或车辆用电源装置,其特征是,所述第1电压强度设置在DC11.5至14.5V的范围,所述第2电压强度设置在DC2.5至6V的范围。

说明书

车辆用电源控制装置以及车辆用电源装置
技术领域
本发明涉及包括两轮机动车在内的内燃机车辆使用的车辆用电源控制装置以及车辆用电源装置,具体地说,涉及稳定电源装置的输出电压值的同时,无需搭载电池(以下简称“无电池”)的车辆或者搭载小容量电池的车辆使用的车辆用电源控制装置。
背景技术
轿车等四轮机动车通常都需要搭载大容量的电池,通过车辆搭载的电池给内燃机(下面也称“引擎”)以及车辆的其它负载提供稳定的电源电压(例如直流电12V)。引擎的机轴(crank shaft)与发电机连接,当各负载的消耗电力小于发电机的发电电力时,将剩余电力充电给电池;当各负载的消耗电力超过发电机的发电电力时,不足的电力由电池补充。发电机起到在启动引擎时从电池得到电力供给后旋转启动引擎的电动机的作用。
如上所述的轿车等四轮机动车搭载的电动式燃料喷射装置,由于从电池得到稳定的电压供给,所以平时能够满足引擎要求的燃料喷射量。
另一方面,由于两轮机动车、雪上汽车、小型摩托艇等车辆中多数采用了机械式汽化器(carburetor),能够利用踏杆(kick lever)或使用启动绳(rope)通过人力启动引擎,并不需要大容量电池。此外,对于这些车辆,有必要尽量减轻车辆总体重量,所以需要使用更加小型化、轻量化的电池或不使用电池。
图8所示为传统技术涉及的无搭载电池的两轮机动车等车辆用电源装置实例。上述电源装置包括对发电机1输出的交流电力进行整流的整流电路2以及使经过整流的电力变得平滑的电容器10,在引擎转动时,对燃料喷射装置以及点火栓等周期性发生的脉冲性变动负载和车头灯等固定负载进行电力供应。
图9是图8所示的车辆用电源装置与燃料喷射装置或点火栓等变动负载连接时电源装置输出电压(电源电压)的变化示意图。
如图9所示,当电源电压(图8所示电源输出线11的电压)为第1电压强度时,如果电源输出线11输出脉冲状负载电流,则电容器10的电压将下降到第2电压强度。当电压降到第2电压强度,负载电流停止,则电容器10的电压将维持第2电压强度。接着,发电机1通过整流电路2供给发电电力,电容器10中将流过充电电流,电源输出线11的电压将逐步上升,恢复到第1电压强度。这样,电源装置的电源输出线11的电压强度将周期性地大幅变动。虽然图8所示的电源装置没有连接电池,但是甚至当用小容量电池(没有图示)代替电容器10或与电容器10并列连接时,如果电池性能下降,也会发生上述情况。
近年来,大多数两轮机动车等小型车辆也开始搭载电动式燃料喷射装置,而引擎启动后的稳定电源供给对于燃料喷射装置或点火装置尤其重要,所以更需要车辆用电源装置输出稳定的电压。但是,在这些小型车辆上搭载四轮机动车搭载的电池是非常困难的。
因此,对于搭载电动式燃料喷射装置的车辆,提出了通过将根据引擎的运转状况,为电动式燃料喷射装置或点火栓等模块进行电子控制的控制装置(以下简称“ECU”)供给电源的装置,换成根据内燃机运转状况,依靠电池或人力的发电机以及依靠内燃机驱动力的发电机的装置。
专利文献1:专利公开2003-3889号公报
发明内容
如上所述,近年来搭载在包括两轮机动车、四轮机动车在内的各种车辆上的ECU由例如微处理器芯片等IC芯片组成。为了防止控制电路的误操作,搭载IC芯片的ECU允许的电源电压的变化幅度应该尽可能小。
但是,如专利文献1公示的将给ECU供给电源的车辆用电源控制装置的结构复杂化,会导致电源装置的体积变大以及提高制造成本。
近期,本发明的发明人开发了使用电磁式燃料喷射泵的燃料喷射系统(以下简称“电磁式燃料喷射系统”),此系统能够自己对燃料加压并喷射,而以往的电子燃料喷射系统需要通过燃料泵或稳压器(regulator)对燃料加压后,才能输送并喷射。
所述电磁式燃料喷射系统,相比以往类型的汽化器(carburetor)装置或电子控制式燃料喷射,实现了小型化和低成本,所以能够广泛搭载在四轮机动车以及两轮机动车等各种车辆上。
本发明目的是提供内燃机车辆用电源装置,其避免电源控制装置的体积过大以及高成本,也能够在两轮机动车等各种车辆上搭载电动式燃料喷射装置,从引擎启动开始到运行期间内,对车辆搭载的控制装置、燃料喷射装置以及点火栓等负载可输出稳定电压。
本发明另一个目的是提供车辆用电源装置,其对无电池的车辆,也能够修正变动的电源电压,从而向燃料喷射装置提供稳定电源电压。
本发明提供的车辆用电源控制装置,其特征是,其组成包括:将内燃机主电源电路提供的第1电压强度地电源电力变换成第2电压强度的充电电路、储存经过上述充电电路变换的第2电压强度电力的电容器、当电源电力的电压低于预设值时,将上述电容器储存的第2电压强度的电力变换成第1电压强度供应到主电源电路的放电电路,从而能够使内燃机的主电源电路的电压维持在规定范围内。
本发明提供的车辆用电源装置,其特征是,其组成包括:将与内燃机连接的发电机产生的电力供给到各负载的主电源电路、将上述主电源电路提供的第1电压强度的电源电力变换成第2电压强度的充电电路、储存经过上述充电电路变换的第2电压强度电力的电容器、当电源电力的电压低于预设值时,将上述电容器储存的第2电压强度的电力变换成第1电压强度供应到主电源电路的放电电路,从而能够使内燃机的主电源电路的电压维持在规定范围内。
本发明将电力以不同强度电压储存在与主电源电路没有直接电连接的电容器内,根据需要将对应电容器储存的电力提供给主电源电路,所以即使主电源电路储存的电力被消耗掉,也能向内燃机的负载提供电力。
本发明涉及的车辆用电源控制装置以及电源装置,还包括检测到内燃机停止状态后禁止上述放电电路工作的禁止放电控制电路。这样,能够在内燃机停止运行时防止储存在电容器上的能量消耗,为此后的内燃机启动做准备。内燃机停止运行状态可以通过内燃机转动曲柄的转动信号或发电机的输出电压波形来检测。
启动内燃机的时候,上述放电电路启动,由电容器向主电源电路供给电力,完成内燃机的启动。
构成该车辆用电源控制装置的上述充电电路,具有充电控制电路,如果电容器的电压超过规定值,就阻断主电源电路继续向电容器充电。上述充电电路在主电源电路的电压超过规定值而且电容器电压低于规定值时启动。
本发明涉及的车辆用电源控制装置具有的电容器,是内部自身放电极小的双电荷层电容器。因此,即使长时间不使用车辆,也不会消耗储存的电力,从而能够启动内燃机。
本发明涉及的车辆用电源控制装置,为了长期保持储存在电容器的电力,设置有光电转换装置以及将光电转换装置产生的电力储存到电容器的光电充电电路。
上述充电电路以及放电电路分别由开关调节器方式的DC/DC变换器组成。组成充电电路的DC/DC变换器和组成放电电路的DC/DC变换器,共用一个电感器,上述电感器的一端与充电电路以及放电电路连接,而电感器另一端与电容器连接。这样不仅能够在第1电压强度和第2电压强度之间进行电压变换时最大程度降低电力损耗,还能够实现装置的小型化。
本发明特点是电容器储存的电力的电压强度(第2电压强度)低于主电源电路的输出线的电压强度(第1电压强度)。
本发明涉及车辆用电源控制装置,包括将内燃机主电源电路提供的第1电压强度的电源电力变换成第2电压强度的充电电路、储存经过上述充电电路变换的第2电压强度电力的电容器、当电源电力的电压低于预设值时,将上述电容器充的第2电压强度的电力变换成第1电压强度供应到主电源电路的放电电路,从而能够使内燃机的主电源电路的电压维持在规定范围内。
因此,即使失去了主电源电路储存的电力,也能够为车辆搭载的控制装置、燃料喷射装置以及点火栓等负载,至少从引擎启动开始到运行期间内,提供稳定的电压。此外,对于无电池的车辆,也能搭载电子控制式燃料喷射装置。
附图说明
图1是本发明的包含车辆用电源控制装置的电源装置的整体电路结构示意图;
图2是本发明涉及的车辆用电源控制装置中电容器C1和主电源电路的电源电压变化示意图;
图3是最初引擎启动时电源输出线电压以及电容器C1的电压上升状态示意图;
图4是本发明涉及的车辆用电源控制装置中电容器C1和电源输出线的理想时间曲线(timing chart)实例;
图5是本发明涉及的车辆用电源控制装置中电容器C1和电源输出线的实际时间曲线实例;
图6是本发明涉及的车辆用电源控制装置的充电电路4的工作情况说明图;
图7是本发明涉及的车辆用电源控制装置的放电电路5的工作情况说明图;
图8是以往技术涉及的无搭载电池的两轮机动车等车辆使用的车辆用电源装置实例示意图;
图9是图8所示车辆用电源装置与燃料喷射装置或点火栓等变动负载连接时,电源电压变化示意图。
符号说明
1:发电机              2:定电压整流电路
3:负载                4:充电电路
5:放电电路            6:禁止放电控制电路
7:电容器电压监控电路  8:太阳能电池
9:光电充电电路        11:电源输出线
C1:电容器(储藏大电力用)
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明涉及的内燃机车辆使用的车辆用电源控制装置以及电源装置的实施方式,进行详细说明。
图1是本发明涉及的车辆用电源控制装置的电路结构的一个实例示意图。在图1中,对与图8(以往装置)重复的模块使用相同符号标注。
本实施方式涉及的车辆用电源控制装置的组成包括:将与引擎的机轴连接的发电机1产生的电力提供给负载3的主电源电路(2或C2),将主电源电路的电力变换成与主电源电路的电源输出线11的电压强度(第1电压强度,约12V)不同的电压(第2电压强度)的充电电路4,储存经过充电电路变换的第2电压强度的电力的电容器C1,当主电源电路的电压低于预设值时(例如,10V)将电容器C1储存的第2电压强度的电力变换成第1电压强度并提供给主电源电路的放电电路5,放电以及充电过程中共用的电感器L1,能够检测引擎停止状态、禁止放电电路工作的禁止放电控制电路6。
对于本发明的实施方式,第1电压强度的范围一般是DC10至13.5V(代表值为DC12V),第2电压强度一般设定在DC2.5至4V(代表值为DC3V)范围内。
本实施方式还包括:监控电容器C1的电压值的电容器电压监控电路7、将太阳能转变成电能的太阳能电池(光电转换装置)8、以及将太阳能电池8的输出转变为适用于充电的电压值/电流值的光电充电电路9。
主电源电路(2以及C2)的电源输出线11连接有包含例如微处理器芯片等IC的控制电路、电磁式燃料喷火装置、点火栓、车灯等负载3。
下面,对图1所示的本发明实施方式涉及的车辆用电源控制装置以及电源装置的工作情况进行说明。
车辆搭载的引擎旋转时,与引擎的机轴直接连接的发电机1(三相交流发电机)将引擎的旋转能量转变为交流电。发电机1输出的三相交流电通过定电压整流电路2进行整流。含有多个波纹的整流后的直流电,通过电容器C2变得平滑并被储存。然后,由电容器C2向上述各负载3提供直流电。如果需要进一步减少提供给负载3的直流电的波纹,可以在定电压整流电路2和电容器C2之间插入电感(inductance)(没有图示)。
图1中,充电电路4包括充电控制电路41、晶体管T1、二极管D2。放电电路5包括放电控制电路51、晶体管T2、二极管D1。
这里,本发明提到的“充电”指的是将能量储存在电容器C1上,“放电”指的是将电容器C1储存的能量释放到主电源电路。
在这里,充电电路4和放电电路5共同组成PWM(脉宽调制)开关调节器方式的DC/DC变换器,电感器L1在充电和放电过程中共用。如图所示,电感器L1的一端与充电电路4以及放电电路5连接,另一端与电容器C1连接。
本实施方式的充电电路4,是降低电压的降压电路,所以不一定是开关调节器方式的DC/DC变换器,也可以是串联调节器(电压降低方式的调节器),但是考虑到能量转换效率,以及本实施方式中与放电电路5共用电感器L1,所以开关调节器方式更适合。
禁止放电控制电路6能够检测到引擎停止状态而禁止放电电路工作,能够长时间保持电容器C1储存的能量。因此,可以在禁止放电控制电路中输入引擎的转动曲柄旋转信号或者发电机1的输出电压波形,当检测到引擎停止的时候,通过将晶体管T3设置成截止状态,完全隔离电源输出现11和电容器C1。
本装置使用的电容器C1是低电压、大容量的双电荷层电容器。其耐压范围为DC3至6V,电容量是几个至几十个法拉。
本实施方式使用的晶体管T1、T2以及T3是n沟道MOS型FET。当然也可以使用p沟道MOS型FET或双极晶体管组成。
如上所述,本发明涉及的车辆用电源控制装置或电源装置,将引擎旋转时发电机1产生的第1电压强度(约12V)电力,通过充电电路4转换成第2电压强度(DC2.5至4V),储存在大容量的电容器C1上。在引擎停止运转期间,切断电容器C1和主电源电路(2及C2)电源输出线11的连接,从而能够长时间保持电容器C1储存的能量。在此后启动引擎时,通过启动放电电路5,储存在电容器C1的能量将升压至第1电压强度(约12V)供应到电源输出线11。这样,就能够在引擎启动时,为控制电路以及电磁式燃料喷射系统等负载供应规定电压的电力,确保其正常工作。
如图1所示的电容器电压监控电路7,在电容器C1的电压超过预定值时,向充电控制电路41发送停止充电信号,充电电路4停止继续向电容器C1进行充电。这样就能避免电容器C1电压超过耐压规定值。
图2简要说明了本发明涉及的车辆用电源控制装置中电容器C1和主电源电路电压(电源电压)的变化过程。
例如,如图2所示,通过产生脉冲状负载电流使电源输出线11(图1)的电压开始下降时,将启动放电电路5(图1),所以虽然电容器C1的电压会下降,但电源输出线11的电压,由于从电容器C1得到了电力补充,从而能够维持预定强度(例如,12V)。
接着,从发电机1(图1)通过定电压整流电路2提供如图2所示的充电电流时,这回通过启动充电电路4(图1)来发电机1供应的电力将储存在电容器C1上,在此期间,电容器C1的电压将上升,但是电源输出线11的电压仍然维持预定强度。
如上所述,本装置通过电容器C1流向负载的负载电流和发电机1供给的充电电流的缓冲作用,能够使电源电压的电压强度维持在规定的范围内。
图3给出了电容器C1的充电电压为零的状态下,通过踏杆等装置进行引擎最初启动时,主电源电路的电源输出线11的电压上升状态、和充电电路4开始充电使电容器C1的电压上升状态的示意图。
引擎被启动后,发电机(图1中“1”)向主电源电路的电源输出线11提供电力,电源输出线11的电压将如图3所示,逐渐升高。当电源输出线11的电压超过预定值(例如,燃料喷射装置的工作电压)时,开始向电容器C1充电,电容器C1一直充电到电压达到预定强度(例如,DC3V)。
图4所示为本发明涉及的车辆用电源控制装置中电容器C1和电源输出线的理想时间曲线。
图5所示为本发明涉及的车辆用电源控制装置中电容器C1和电源输出线的实际时间曲线。
在图4及图5中,VB表示图1所示的电源输出线11的电压,VC表示电容器C1的电压,IL表示负载电流,IB表示发电机1供给的电流,IC表示从电源输出线11到电容器C1的充电电流,ID则表示从电容器C1到电源输出线11的放电电流。
图4所示的时间曲线中,电源输出线11的电压VB被定电压控制恒定,为了避免放电过度以至电容器C1的充电电压降到0V,电源输出线11的电压长时间维持设定值,即,DC12V。
这个时间曲线所示实例中,在一定的时间区间(T)内,由于从发电机1供应到电源输出线11的电流量(IBxT)和电源输出线11释放的负载电流量(ILxT)相互平衡,电源输出线11的电压VB将维持一定。如图所示,在一定的时间区间(T)内,由于车头灯等固定负载和燃料喷射装置或点火栓等变动负载的存在,负载电流IL将始终变动。另一方面,从发电机1供应到电源输出线11的电流IB也将根据引擎的旋转状态等因素变动。
由于负载电流IL和供给电流IB不是按相同电流波形推移,如果没有电容器C1,将如图9所示,电源输出线11的电压VB将大幅度变动。但是,对于本发明涉及的车辆用电源装置,当发电机1的供给电流IB大于负载电流IL时,将启动充电电路4(图1),将剩余电流储存在电容器C1(IC),当发电机1的供给电流IB小于负载电流IL时,将启动放电电路5(图1),将储存在电容器C1的电力释放到电源输出线11(ID)。
图5所示的时间曲线中,在一定的时间区间(T)内,由于从发电机1供应到电源输出线11的电流量(IBxT)和电源输出线11释放的负载电流量(ILXT)不平衡,电源输出线11的电压VB将在一定电压范围内变动。
如上所述,在一定的时间区间(T)内,由于车头灯等固定负载和燃料喷射装置或点火栓等变动负载的存在,负载电流IL将始终变动。另一方面,从发电机1供应到电源输出线11的电流IB也将根据引擎的旋转状态等因素变动。另一方面,电容器C1虽然具有很大电容量,但毕竟有限,其耐电压约为DC3V。
因此,如果发电机1供应到电源输出线11的电流量(IBxT)和电源输出线11释放的负载电流量(ILxT)不平衡的程度超过电容器C1的容量以及耐压范围,将如图5所示,电源输出线11的电压不一定稳定在DC12V。但是,即使对于这个时间曲线所示的例子,电容器C1在其容量以及耐压范围内,当发电机1的供给电流IB大于负载电流IL时,将剩余电流储存在电容器C1(IC),当发电机1的供给电流IB小于负载电流IL时,将储存在电容器C1的电力释放到电源输出线11(ID)。
如果没有电容器C1,将如图9所示,电源输出线11的电压VB将大幅度变动,但是本发明涉及的车辆用电源装置能够大大抑制电源输出线11的电压VB的变动幅度。
图6是本发明涉及的车辆用电源控制装置的充电电路4的工作情况说明图。
如上所述,充电电路4是将发电机1通过定电压整流电路2供给并储存在电容器C2的主电源电路的第1电压强度(12V)的电力,转换成低电压的第2电压强度(例如4.5V)的电力,并储存在电容器C1的PWM(脉宽调制)开关调节方式的DC/DC变换器。
图6中,PWM控制电路是图1所示充电控制电路41的主要组成部分。从PWM控制电路向晶体管T1的门极(gate)发送脉冲信号,从而晶体管T1可以重复on以及off状态,降低电源输出线11的电源电压,对电容器C1进行充电。
图6中的PWM控制电路,可以是具有产生一定频率脉冲信号的发信电路的他励式,也可以是不具有发信电路的自励式。对于他励式,PWM信号的发信频率固定,对于自励式,PWM信号的发信频率会变动。
图6中的PWM控制电路的端子C向晶体管T1的门极发射具有预定负荷比(一个脉冲周期中的on时间比)的PWM信号。当PWM信号为高电平的时候,晶体管T1导通(on)。这样,电源输出线11的第1电压强度的电压将加在电感器L1和电容器C1上,如果电容器C1的电压为零,第1电压强度的电压大部分加在电感器L1上。由于电感器L1上加载了电压,电源输出线11的充电电流经过晶体管T1、电感器L1以及二极管D3,流入电容器C1。
这里,输入到晶体管T1门极的PWM信号为低电平的时候,晶体管T1将是不导通状态(off)。但是,即使晶体管T1状态为off,电感器L1仍将维持晶体管T1状态变为off时刻的充电电流,产生反向电动势。通过反向电动势的作用,二极管D2状态变为on,使充电电流从接地端通过二极管D2供应。此充电电流将慢慢衰减。这样,通过充电电流流入电容器C1,对电容器C1进行充电。
PWM控制电路的端子A中将输入电容器C1的电压。此外,PWM控制电路的端子B中将输入基准电压Vr1。PWM控制电路始终比较电容器C1的电压和基准电压Vr1,当电容器C1的电压小于设定值的时候加大PWM信号的负荷比,当电容器C1的电压大于设定值的时候减小PWM信号的负荷比,从而使电容器C1的电压维持在第2电压强度。
图7是本发明涉及的车辆用电源控制装置的放电电路5的工作情况说明图。
如上所述,放电电路5是将电容器C1储存的第2电压强度的电力转换成第1电压强度的电力返还给主电源电路的PWM(脉宽调制)开关调节方式的DC/DC变换器。
图7中,PWM控制电路是图1所示放电控制电路51的主要组成部分。从PWM控制电路向晶体管T2的门极发送脉冲信号,使晶体管T2可以重复on以及off状态,将电容器C1储存的第2电压强度的电力升压到电源输出线11的第1电压强度的电压提供给电源输出线11(放电)。
图7所示的禁止放电电路6,能够检测到引擎启动的状态,即时将晶体管T3的状态变为on。PWM控制电路与图6所示PWM控制电路相同,可以是具有产生一定频率脉冲信号的发信电路的他励式,也可以是不具有发信电路的自励式。
图7中的PWM控制电路的端子C向晶体管T2的门极发射具有一定负荷比的PWM信号。当PWM信号为高电平的时候,晶体管T2导通(on)。这样,电容器C1的电压将加在电感器L1上。电感器L1中引入电压后,电容器C1的放电电流经过晶体管T3、电感器L1以及晶体管T2,流入GND。
这里,输入到晶体管T2门极的PWM信号为低电平的时候,晶体管T2将是不导通状态(off)。但是,即使晶体管T2状态为off,电感器L1仍将维持晶体管T2状态变为off时刻的放电电流,产生反向电动势。通过反向电动势的作用,二极管D1的状态变为on,使放电电流通过二极管D1流入电源输出线11。
PWM控制电路的端子A中将输入电源输出线11的电压。此外,PWM控制电路的端子B中将输入基准电压Vr2。PWM控制电路始终比较电源输出线11的电压和基准电压Vr2,当电源输出线11的电压小于设定值的时候加大PWM信号的负荷比,当电源输出线11的电压大于设定值的时候减小PWM信号的负荷比,从而使电源输出线11的电压维持在第1电压强度(约12V)。
图1所示的光电充电电路9,将太阳能电池8产生的电力转换成电容器C1的电压进行充电。这样,电容器C1就能够补偿由于内部放电(自放电)而消耗的电力。如上所述,电容器C1是双电荷层电容器,每单位时间内的由于内部放电消耗的电量极少。
这样,电容器C1能够始终保证充电状态,即使长时间不使用车辆,本发明涉及的车辆用电源装置,也能够为车辆搭载的电磁式燃料喷射装置或控制电路提供预定值的电压,从而实现良好的引擎启动功能。
此外,虽然本发明的实施方式是将电容器C1储存的电压(第2电压强度)设定为低于主电源电路电压(第1电压强度)的电压,但是对于本发明涉及的车辆用电源控制装置,也可以将第2电压强度设定为高于第1电压强度的电压。
此时,图1所示的充电电路4是升压型DC/DC变换器,放电电路5是降压型DC/DC变换器或者是串联调节器。此外,也可以通过将第2电压强度设定得稍微高于(1至2V)第1电压强度,使放电电路5在引擎启动时,电容器C1储存的能量不经过电压变换,而直接输送到电源电力线11。类似这种变形实例也应该属于本发明涉及的车辆用电源控制装置以及电源装置的技术范围。
产业化可能性
本发明涉及用于包括两轮机动车在内的内燃机车辆的电源控制装置以及电源装置,具有产业化的可能性。

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本发明涉及至少从引擎启动开始到运行期间内能够输出稳定电压的车辆用电源控制装置以及电源装置。本发明组成包括:将内燃机主电源电路提供的第1电压强度的电源电力变换成第2电压强度的充电电路、储存经过上述充电电路变换的第2电压强度电力的电容器、当上述电源电力的电压低于预定值时,将上述电容器储存的第2电压强度的电力变换成第1电压强度供应到主电源电路的放电电路,从而能够使内燃机的主电源电路的电压维持在预定范围内。

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