JP2012080723A - 車両用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】補助電源に要求される容量が小さく、補助電源の重量及び収納する為のスペースも低減できる車両用電源装置の提供。
【解決手段】車載発電機、バッテリ（図示せず）又は蓄電器１１により車載負荷群（図示せず）に給電する車両用電源装置。バッテリ及び車載負荷群間に接続された第１スイッチ１６と、バッテリ及び蓄電器１１間に接続された逆流防止ダイオード１３と、蓄電器１１及び車載負荷群間に接続された第２スイッチ１５と、バッテリの出力電圧値を検出するバッテリ電圧検出器１７と、蓄電器１１の出力電圧値を検出する蓄電器電圧検出器１８と、バッテリ電圧検出器１７及び蓄電器電圧検出器１８の各検出電圧値を比較する手段１２と、その比較結果が、バッテリ電圧値が蓄電器電圧値以上であるときは、第１スイッチ１６をオンに、第２スイッチ１５をオフに切替える手段１２とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車載発電機又はバッテリにより充電される補助電源としての蓄電器を備え、車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置、特に、アイドリング時にエンジンを停止させるアイドルストップ車及びハイブリッド車に好適に使用される車両用電源装置に関するものである。

近年、燃費を向上させる為に、また、環境への配慮から、停車時にアイドリングを停止するアイドルストップを行なう車両が増加しつつある。また、近年、増加しつつあるハイブリッド車でも、走行中にエンジンの停止／始動が行われる。このような車両では、従来の車両に比べて頻繁にエンジンを始動させるので、エンジンを始動させるスタータの電源が重要である。

エンジンを始動させる際、スタータが大電流を消費する為、車両用電源装置の電圧が一時的に低下する。車両用電源装置の電圧が一時的に低下すると、ナビゲーション装置及びＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の動作が不安定になる虞がある。
その為、バッテリ（主電源）に補助電源としてバックアップバッテリ又は電気二重層キャパシタを並列に接続して、補助電源からの放電によりスタータの駆動を補助させることが考えられている。

例えば、特許文献１には、メインバッテリ（主電源）とは別にバックアップバッテリ（補助電源）を搭載し、主電源の給電系統の故障時（主電源の低電圧時）に、ダイオードの電圧降下を利用して、補助電源からの給電に切替える車両の給電回路が開示されている。しかし、主電源の低電圧時に、ダイオードの電圧降下を利用して、補助電源からの給電に切替えると、ダイオードの電圧降下分（０．６Ｖ程度）は熱として消費され損失となる為、負荷電流の増加に伴い発熱に対する対策が複雑になる。

特開２００４−２８２８４４号公報

近年のように、車両に搭載される電気負荷が増大してくると、補助電源として要求されるバックアップバッテリ又は電気二重層キャパシタの容量も増大し、その為に補助電源の重量及び収納する為のスペースも増大するという問題がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、補助電源に要求される容量が小さく、補助電源の重量及び収納する為のスペースも低減できる車両用電源装置を提供することを目的とする。

第１発明に係る車両用電源装置は、車載発電機又はバッテリにより充電される蓄電器を備え、前記車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置において、前記バッテリ及び車載負荷群間に接続された第１スイッチと、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された逆流防止ダイオードと、前記蓄電器及び車載負荷群間に接続された第２スイッチと、前記バッテリの出力電圧値を検出するバッテリ電圧検出器と、前記蓄電器の出力電圧値を検出する蓄電器電圧検出器と、前記バッテリ電圧検出器及び蓄電器電圧検出器の各検出電圧値を比較する手段と、該手段の比較結果が、前記バッテリ電圧値が蓄電器電圧値以上である（又は未満である）ときは、前記第１スイッチをオン（又はオフ）に、前記第２スイッチをオフ（又はオン）に切替える手段とを備えることを特徴とする。

この車両用電源装置では、蓄電器が、車載発電機又はバッテリにより充電され、車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電する。第１スイッチが、バッテリ及び車載負荷群間に接続され、逆流防止ダイオードが、バッテリ及び蓄電器間に接続されている。第２スイッチが、蓄電器及び車載負荷群間に接続され、バッテリ電圧検出器が、バッテリの出力電圧値を検出し、蓄電器電圧検出器が、蓄電器の出力電圧値を検出する。比較する手段が、バッテリ電圧検出器及び蓄電器電圧検出器の各検出電圧値を比較し、その比較結果が、バッテリ電圧値が蓄電器電圧値以上である（又は未満である）ときは、切替える手段が、第１スイッチをオン（又はオフ）に、第２スイッチをオフ（又はオン）に切替える。

第２発明に係る車両用電源装置は、前記蓄電器及び車載負荷群間に第２逆流防止ダイオードが接続されていることを特徴とする。

第３発明に係る車両用電源装置は、前記第１スイッチ及び第２スイッチは、それぞれＭＯＳ型ＦＥＴであり、前記第１スイッチは、ＦＥＴが有する寄生ダイオードのアノードが、前記バッテリ側に接続され、前記第２スイッチは、ＦＥＴが有する寄生ダイオードのアノードが、前記車載負荷群側に接続されるように構成されていることを特徴とする。

この車両用電源装置では、第１スイッチ及び第２スイッチは、それぞれＭＯＳ型ＦＥＴであり、第１スイッチは、ＦＥＴが有する寄生ダイオードのアノードが、バッテリ側に接続され、第２スイッチは、ＦＥＴが有する寄生ダイオードのアノードが、車載負荷群側に接続されるように構成されている。

第４発明に係る車両用電源装置は、前記バッテリ及び蓄電器間に第３スイッチが接続されていることを特徴とする。

第５発明に係る車両用電源装置は、前記第３スイッチは、ＭＯＳ型ＦＥＴであり、該ＦＥＴが有する寄生ダイオードのアノードが、前記蓄電器側に接続されるように構成されていることを特徴とする。

第６発明に係る車両用電源装置は、前記蓄電器及び車載負荷群間に、前記第２スイッチに直列に接続された第４スイッチを更に備え、該第４スイッチはＭＯＳ型ＦＥＴであり、該ＦＥＴが有する寄生ダイオードは、前記第２スイッチのＦＥＴが有する寄生ダイオードと逆向きに接続されるように構成されていることを特徴とする。

この車両用電源装置では、第４スイッチが、蓄電器及び車載負荷群間に、第２スイッチに直列に接続されている。第４スイッチはＭＯＳ型ＦＥＴであり、このＦＥＴが有する寄生ダイオードは、第２スイッチのＦＥＴが有する寄生ダイオードと逆向きに接続されるように構成されている。

第７発明に係る車両用電源装置は、前記逆流防止ダイオードは、前記第１スイッチを通じて前記バッテリに接続されていることを特徴とする。

本発明に係る車両用電源装置によれば、補助電源に要求される容量が小さく、補助電源の重量及び収納する為のスペースも低減できる車両用電源装置を実現することができる。

本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す入力制御回路及び出力制御回路の構成例を示すブロック図である。 電気二重層キャパシタの理想的な放電特性を示す特性図である。 本発明に係る車両用電源装置の動作例を示すタイミングチャートである。 従来の車両用電源装置の動作例を示すタイミングチャートである。 本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の入力制御回路及び出力制御回路の構成を示すブロック図である。 本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の入力制御回路及び出力制御回路の構成を示すブロック図である。 本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の入力制御回路及び出力制御回路の構成を示すブロック図である。 本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の入力制御回路及び出力制御回路の構成を示すブロック図である。 本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の入力制御回路及び出力制御回路の構成を示すブロック図である。 本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の入力制御回路及び出力制御回路の構成を示すブロック図である。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
この車両用電源装置は、図示しないエンジンに連動してオルタネータ（車載発電機、交流発電機）１が発電する。発電された電力は、オルタネータ１内で直流に変換され、電気接続箱４内のヒューズを経由して、バッテリ（主電源、鉛蓄電池）３に与えられる。

また、オルタネータ１内で直流に変換された電力、及びバッテリ３からの電力は、電気接続箱４内のヒューズ、イグニッションスイッチ（アクセサリスイッチも含む）５及び補助電源モジュール７を経由して、車両に搭載された負荷群（車載負荷群）１０に与えられる。また、オルタネータ１内で直流に変換された電力、及びバッテリ３からの電力は、電気接続箱４内のヒューズのみを経由して、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）及び照明等の図示しない負荷群に与えられる。バッテリ３からの電力が、直接、スタータ（スタータスイッチ内蔵）２に与えられる。

補助電源モジュール７は、補助電源である電気二重層キャパシタ（蓄電器）１１、入力制御回路８及び出力制御回路９を備えている。入力制御回路８は、オルタネータ１及びバッテリ３からの電圧値Ｖｉｎ、イグニッションスイッチ５を経由した電力、及びアイドルストップＥＣＵ６からのエンジンのアイドリング停止情報を与えられる。
入力制御回路８及び出力制御回路９間は、電気二重層キャパシタ１１の充放電用の経路と、電気二重層キャパシタ１１をバイパスする直通経路との２経路で接続されている。出力制御回路９の出力電圧Ｖｏｕｔは、負荷群１０に与えられる。
尚、電気二重層キャパシタ（蓄電器）１１は、複数の電気二重層キャパシタで構成されていても良い。

図２は、図１に示す入力制御回路８及び出力制御回路９の構成例を示すブロック図である。
入力制御回路８は、制御部１２、逆流防止ダイオード１３、抵抗１４を備えている。
制御部１２は、オルタネータ１及びバッテリ３からの電圧値Ｖｉｎ、イグニッションスイッチ５を経由した電力、及びアイドルストップＥＣＵ６からのエンジンのアイドリング停止情報を与えられる。電圧値Ｖｉｎは、制御部１２が内蔵する電圧検出器（バッテリ電圧検出器）１７により検出される。

イグニッションスイッチ５を経由した電力は、制御部１２を経由した後、逆流防止ダイオード１３のアノード、及び出力制御回路９に与えられる。
逆流防止ダイオード１３のカソードは、抵抗１４を通じて、電気二重層キャパシタ１１の正極端子に接続され、電気二重層キャパシタ１１の負極端子は接地端子に接続されている。電気二重層キャパシタ１１の正極端子の電圧値Ｖｃは、制御部１２が内蔵する電圧検出器（蓄電器電圧検出器）１８により検出される。

出力制御回路９は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（第２スイッチ）１５及びＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（第１スイッチ）１６を備えている。
ＦＥＴ１５は、ソースが電気二重層キャパシタ１１の正極端子に、ドレインが出力制御回路９の出力端子に接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ１５の寄生ダイオードは、アノードが出力制御回路９の出力端子側（車載負荷群側）に接続される。

ＦＥＴ１６は、ソースが出力制御回路９の出力端子に、ドレインが制御部１２及びイグニッションスイッチ５を経由してバッテリ３の正極端子に接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ１６の寄生ダイオードは、アノードがバッテリ３の正極端子側に接続される。

図３は、電気二重層キャパシタの理想的な放電特性を示す特性図である。
電気二重層キャパシタの放電電圧値ｖ（ｔ）は、放電開始時の充電電圧値Ｖ０、放電電流Ｉ、電気二重層キャパシタの静電容量Ｃ、放電開始時からの経過時間ｔとすると、ｖ（ｔ）＝Ｖ０−Ｉ×ｔ／Ｃの関係がある。
従って、充電電圧値Ｖ０を高くすれば、放電時の電圧値も高く保持することができる。特定負荷に必要な電流と最低電圧値とが同じであれば、充電電圧値Ｖ０を高くすることにより、電気二重層キャパシタの静電容量Ｃを小さくすることができる。

以下に、このような構成の車両用電源装置の動作例を、それを示す図４のタイミングチャートを参照しながら説明する。
制御部１２は、ＦＥＴ１６を通常はオンにしている。
制御部１２は、電圧検出器１７によりバッテリ３の端子電圧値（出力電圧値）Ｖｉｎを検出し、電圧検出器１８により、電気二重層キャパシタ１１の正極端子の電圧値Ｖｃを検出し、検出した両電圧値Ｖｉｎ，Ｖｃを比較している。

例えば、オルタネータ１が稼働しているとき、Ｖｉｎが約１４Ｖとなって、バッテリ３は約１４Ｖ迄充電されると共に、Ｖｉｎ＞Ｖｃとなる。このとき、制御部１２は、ＦＥＴ１５をオフにしている。これにより、負荷群１０にはオルタネータ１から給電され、電気二重層キャパシタ１１は、逆流防止ダイオード１３及び抵抗１４を通じて、オルタネータ１により１４Ｖ弱迄充電される。

このような状態で、例えば、図示しないエンジンのアイドルストップにより、オルタネータ１が停止したとき、バッテリ３から負荷群１０へ給電すると共に、バッテリ３の分極が解消して行く。その為、バッテリ３の端子電圧値Ｖｉｎは、約１４Ｖから定格の１２Ｖ迄急速に低下して行く。このとき、ＦＥＴ１５がオフであるので、電気二重層キャパシタ１１は放電せず、電圧値Ｖｃは、１４Ｖ弱の電圧値を保持しており、Ｖｃ＞Ｖｉｎとなる。

このような状態で、エンジンを再始動すべく操作されると、スタータ２が始動して、バッテリ３の端子電圧値Ｖｉｎは、更に低下する。制御部１２は、バッテリ３の端子電圧値Ｖｉｎが低下して、Ｖｃ＞Ｖｉｎ＋αになると（α＝０．数Ｖ）、ＦＥＴ１６をオフに、ＦＥＴ１５をオンにする。これにより、負荷群１０には電気二重層キャパシタ１１から給電され、この給電電流がバッテリ３側へ逆流することが防止され、負荷群１０への給電電圧Ｖｃは、バッテリ３の端子電圧値Ｖｉｎに比較して高電圧に保持される。また、エンジンが始動すると、オルタネータ１が再稼働し始めるので、バッテリ３の端子電圧値Ｖｉｎは、急速に約１４Ｖ迄上昇する。制御部１２は、バッテリ３の端子電圧値Ｖｉｎが上昇して、Ｖｃ≦Ｖｉｎになると、ＦＥＴ１６をオンに、ＦＥＴ１５をオフにする。

尚、ＦＥＴ１５の代わりに逆流防止用のダイオードが接続され、ＦＥＴ１６が設けられていないような従来の回路構成の場合、図５のタイミングチャートに示すように、オルタネータ１が稼働しているとき、Ｖｉｎが約１４Ｖとなって、バッテリ３は約１４Ｖ迄充電されると共に、Ｖｉｎ＞Ｖｃとなる。これにより、負荷群１０にはオルタネータ１から給電され、電気二重層キャパシタ１１は、逆流防止ダイオード１３及び抵抗１４を通じて、オルタネータ１により１４Ｖ弱迄充電される。ここ迄は、上述した本実施の形態１と同様である。

図示しないエンジンのアイドルストップにより、オルタネータ１が停止し、バッテリ３の端子電圧値Ｖｉｎが、約１４Ｖから定格の１２Ｖ迄急速に低下して行くとき、ＦＥＴ１５が存在しないので、電気二重層キャパシタ１１は放電し、電圧値Ｖｃは、１２Ｖ弱迄低下する。
エンジンを再始動すべく操作されると、スタータ２が始動して、バッテリ３の端子電圧値Ｖｉｎは、更に低下する。バッテリ３の端子電圧値Ｖｉｎが低下して、Ｖｃ＞Ｖｉｎになると、負荷群１０には電気二重層キャパシタ１１から給電される。このとき、電気二重層キャパシタ１１が１２Ｖ弱から放電し始め、更に、ＦＥＴ１６も存在しないので、負荷群１０への給電電圧値Ｖｃは、バッテリ３の端子電圧値Ｖｉｎに引きずられて、本実施の形態１の場合よりも低下し、負荷が不安定になる可能性が高くなる。

本実施の形態１の車両用電源装置では、充電電圧を高く保持できるので、電気二重層キャパシタ１１の必要容量を低減することができる。例えば、電気二重層キャパシタ１１の充電電圧１２Ｖ、負荷電流１０Ａ、容量１０Ｆとすると、放電開始０．５秒後の放電電圧は１１．５Ｖとなる。ここで、充電電圧を１４Ｖとした場合、同じ負荷電流１０Ａで，放電開始０．５秒後の放電電圧を同じ１１．５Ｖとする容量は２Ｆであり、必要容量を極めて小さくすることができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態２の入力制御回路８及び出力制御回路９の構成を示すブロック図である。本発明に係る車両用電源装置の実施の形態２の概略構成は、上述した実施の形態１の概略構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。
この車両用電源装置は、図２に示す構成に加えて、入力制御回路８は、逆流防止ダイオード１３及び抵抗１４間に、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（第３スイッチ）１９が接続されている。ＦＥＴ１９は、ソースが逆流防止ダイオード１３のカソードに、ドレインが抵抗１４を通じて電気二重層キャパシタ１１の正極端子に接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ１９の寄生ダイオードは、アノードが電気二重層キャパシタ１１の正極端子側に接続される。

この車両用電源装置では、また、出力制御回路９は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１５、及び出力制御回路９の出力端子間に、逆流防止ダイオード（第２逆流防止ダイオード）２０が接続されている。
このような構成の車両用電源装置では、制御部１２は、電気二重層キャパシタ１１への充電が進み、電気二重層キャパシタ１１の正極端子電圧値Ｖｃが所定電圧値に達すると、ＦＥＴ１９をオフにする。これにより、充電電圧が耐圧を超えないように、電気二重層キャパシタ１１を保護する。
このような構成の車両用電源装置では、また、逆流防止ダイオード２０により、電気二重層キャパシタ１１が、負荷群１０側から充電されるのを防止する。
本実施の形態２のその他の構成及び動作は、上述した実施の形態１の構成（図１，２）及び動作（図４）と同様であるので、説明を省略する。

（実施の形態３）
図７は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態３の入力制御回路８及び出力制御回路９の構成を示すブロック図である。本発明に係る車両用電源装置の実施の形態３の概略構成は、上述した実施の形態１の概略構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。
この車両用電源装置は、図２に示す構成に加えて、入力制御回路８は、逆流防止ダイオード１３及び抵抗１４間に、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１９が接続されている。ＦＥＴ１９は、ソースが逆流防止ダイオード１３のカソードに、ドレインが抵抗１４を通じて電気二重層キャパシタ１１の正極端子に接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ１９の寄生ダイオードは、アノードが電気二重層キャパシタ１１の正極端子側に接続される。

この車両用電源装置では、また、出力制御回路９は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１５、及び出力制御回路９の出力端子間に、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（第４スイッチ）２１が接続されている。ＦＥＴ２１は、ソースが出力制御回路９の出力端子に、ドレインがＦＥＴ１５のドレインに接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ２１の寄生ダイオードは、アノードが電気二重層キャパシタ１１の正極端子側に接続され、ＦＥＴ１５の寄生ダイオードとは逆向きになる。尚、ＦＥＴ１５，２１の配置順は逆でも良い。
ＦＥＴ２１は、制御部１２によりＦＥＴ１５と同様にオン又はオフに制御される。

このような構成の車両用電源装置では、制御部１２は、電気二重層キャパシタ１１への充電が進み、電気二重層キャパシタ１１の正極端子電圧値Ｖｃが所定電圧値に達すると、ＦＥＴ１９をオフにする。これにより、充電電圧が耐圧を超えないように、電気二重層キャパシタ１１を保護する。
このような構成の車両用電源装置では、また、ＦＥＴ２１により、逆流防止ダイオード２０（図６）を接続する場合よりも損失を低減することができ、ＦＥＴ２１の寄生ダイオードの向きにより、電気二重層キャパシタ１１が、負荷群１０側から充電されるのを防止する。
本実施の形態３のその他の構成及び動作は、上述した実施の形態１の構成（図１，２）及び動作（図４）と同様であるので、説明を省略する。

（実施の形態４）
図８は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態４の入力制御回路８及び出力制御回路９の構成を示すブロック図である。本発明に係る車両用電源装置の実施の形態４の概略構成は、上述した実施の形態１の概略構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。
この車両用電源装置は、図２に示す構成に加えて、出力制御回路９は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１５、及び出力制御回路９の出力端子間に、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ２１が接続されている。

ＦＥＴ２１は、ソースが出力制御回路９の出力端子に、ドレインがＦＥＴ１５のドレインに接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ２１の寄生ダイオードは、アノードが電気二重層キャパシタ１１の正極端子側に接続され、ＦＥＴ１５の寄生ダイオードとは逆向きになる。尚、ＦＥＴ１５，２１の配置順は逆でも良い。
ＦＥＴ２１は、制御部１２によりＦＥＴ１５と同様にオン又はオフに制御される。

このような構成の車両用電源装置では、ＦＥＴ２１により、逆流防止ダイオード２０（図６）を接続する場合よりも損失を低減することができ、ＦＥＴ２１の寄生ダイオードの向きにより、電気二重層キャパシタ１１が、負荷群１０側から充電されるのを防止する。
本実施の形態４のその他の構成及び動作は、上述した実施の形態１の構成（図１，２）及び動作（図４）と同様であるので、説明を省略する。

（実施の形態５）
図９は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態５の入力制御回路８及び出力制御回路９の構成を示すブロック図である。本発明に係る車両用電源装置の実施の形態５の概略構成は、上述した実施の形態１の概略構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。
この車両用電源装置は、図２に示す構成に加えて、入力制御回路８は、出力制御回路９のＦＥＴ１６に代えて、制御部１２及び逆流防止ダイオード１３間に、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ２２が接続されている。入力制御回路８は、また、逆流防止ダイオード１３及び抵抗１４間に、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１９が接続されている。

ＦＥＴ２２は、ソースが逆流防止ダイオード１３のアノードに、ドレインが制御部１２及びスイッチ５を通じてバッテリ３の正極端子に接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ２２の寄生ダイオードは、アノードがバッテリ３の正極端子側に接続される。
ＦＥＴ１９は、ソースが逆流防止ダイオード１３のカソードに、ドレインが抵抗１４を通じて電気二重層キャパシタ１１の正極端子に接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ１９の寄生ダイオードは、アノードが電気二重層キャパシタ１１の正極端子側に接続される。

この車両用電源装置では、また、出力制御回路９は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１５、及び出力制御回路９の出力端子間に、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ２１が接続されている。ＦＥＴ２１は、ソースが出力制御回路９の出力端子に、ドレインがＦＥＴ１５のドレインに接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ２１の寄生ダイオードは、アノードが電気二重層キャパシタ１１の正極端子側に接続され、ＦＥＴ１５の寄生ダイオードとは逆向きになる。尚、ＦＥＴ１５，２１の配置順は逆でも良い。
ＦＥＴ２１は、制御部１２によりＦＥＴ１５と同様にオン又はオフに制御される。

このような構成の車両用電源装置では、制御部１２は、ＦＥＴ２２を通常はオンにしている。制御部１２は、バッテリ３の端子電圧値Ｖｉｎが低下して、Ｖｃ＞Ｖｉｎ＋αになると（α＝０．数Ｖ）、ＦＥＴ２２をオフにする。これにより、電気二重層キャパシタ１１からの給電電流がバッテリ３側へ逆流することが防止される。
制御部１２は、電気二重層キャパシタ１１への充電が進み、電気二重層キャパシタ１１の正極端子電圧値Ｖｃが所定電圧値に達すると、ＦＥＴ１９をオフにする。これにより、充電電圧が耐圧を超えないように、電気二重層キャパシタ１１を保護する。

このような構成の車両用電源装置では、また、ＦＥＴ２１により、逆流防止ダイオード２０（図６）を接続する場合よりも損失を低減することができ、ＦＥＴ２１の寄生ダイオードの向きにより、電気二重層キャパシタ１１が、負荷群１０側から充電されるのを防止する。
本実施の形態５のその他の構成及び動作は、上述した実施の形態１の構成（図１，２）及び動作（図４）と同様であるので、説明を省略する。

（実施の形態６）
図１０は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態６の入力制御回路８及び出力制御回路９の構成を示すブロック図である。本発明に係る車両用電源装置の実施の形態６の概略構成は、上述した実施の形態１の概略構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。
この車両用電源装置は、図２に示す構成に加えて、入力制御回路８は、逆流防止ダイオード１３及び抵抗１４間に、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１９及びＤＣＤＣ昇圧回路２３が接続されている。また、制御部１２及び電気二重層キャパシタ１１の正極端子間に、逆流防止ダイオード２４、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（第３スイッチ）２５及び抵抗２６が接続されている。

ＦＥＴ１９は、ソースが逆流防止ダイオード１３のカソードに、ドレインがＤＣＤＣ昇圧回路２３の入力端子に接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ１９の寄生ダイオードは、アノードが電気二重層キャパシタ１１の正極端子側に接続される。ＤＣＤＣ昇圧回路２３の出力端子は、抵抗１４を通じて、電気二重層キャパシタ１１の正極端子に接続されている。
ＦＥＴ２５は、ソースが逆流防止ダイオード２４のカソードに、ドレインが抵抗２６を通じて、電気二重層キャパシタ１１の正極端子に接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ２５の寄生ダイオードは、アノードが電気二重層キャパシタ１１の正極端子側に接続される。

この車両用電源装置では、また、出力制御回路９は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１５、及び出力制御回路９の出力端子間に、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ２１が接続されている。ＦＥＴ２１は、ソースが出力制御回路９の出力端子に、ドレインがＦＥＴ１５のドレインに接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ２１の寄生ダイオードは、アノードが電気二重層キャパシタ１１の正極端子側に接続され、ＦＥＴ１５の寄生ダイオードとは逆向きになる。尚、ＦＥＴ１５，２１の配置順は逆でも良い。
ＦＥＴ２１は、制御部１２によりＦＥＴ１５と同様にオン又はオフに制御される。

このような構成の車両用電源装置では、制御部１２は、アイドルストップＥＣＵ６（図１）から、アイドリング停止情報を与えられる。制御部１２は、アイドリング停止情報を与えられていないときは、ＦＥＴ１９をオフに、ＦＥＴ２５をオンにして、ＦＥＴ２５経由で電気二重層キャパシタ１１を充電する。
電気二重層キャパシタ１１への充電が進み、電気二重層キャパシタ１１の正極端子電圧値Ｖｃが所定電圧値に達すると、ＦＥＴ２５をオフにする。これにより、充電電圧が耐圧を超えないように、電気二重層キャパシタ１１を保護する。

制御部１２は、アイドリング停止情報を与えられているときは、ＦＥＴ１９をオンに、ＦＥＴ２５をオフにして、ＦＥＴ１９経由で、電気二重層キャパシタ１１を充電する。このとき、ＤＣＤＣ昇圧回路２３は、バッテリ３の端子電圧Ｖｉｎを昇圧して、電気二重層キャパシタ１１に充電する。これにより、充電時間を短縮できるので、アイドリング停止中でも、電気二重層キャパシタ１１を充分に充電することができる。
電気二重層キャパシタ１１への充電が進み、電気二重層キャパシタ１１の正極端子電圧値Ｖｃが所定電圧値に達すると、ＦＥＴ１９をオフにする。これにより、充電電圧が耐圧を超えないように、電気二重層キャパシタ１１を保護する。

このような構成の車両用電源装置では、また、ＦＥＴ２１により、逆流防止ダイオード２０（図６）を接続する場合よりも損失を低減することができ、ＦＥＴ２１の寄生ダイオードの向きにより、電気二重層キャパシタ１１が、負荷群１０側から充電されるのを防止する。
本実施の形態６のその他の構成及び動作は、上述した実施の形態１の構成（図１，２）及び動作（図４）と同様であるので、説明を省略する。

（実施の形態７）
図１１は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態７の入力制御回路８及び出力制御回路９の構成を示すブロック図である。本発明に係る車両用電源装置の実施の形態７の概略構成は、上述した実施の形態１の概略構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。
この車両用電源装置は、図２に示す構成に加えて、入力制御回路８は、逆流防止ダイオード１３及び抵抗１４間に、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１９が接続されている。ＦＥＴ１９は、ソースが逆流防止ダイオード１３のカソードに、ドレインが抵抗１４を通じて電気二重層キャパシタ１１の正極端子に接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ１９の寄生ダイオードは、アノードが電気二重層キャパシタ１１の正極端子側に接続される。

この車両用電源装置では、また、出力制御回路９は、電気二重層キャパシタ１１の正極端子及びＦＥＴ１５のソース間に、ＤＣＤＣ昇圧回路２７が接続され、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１５及び出力制御回路９の出力端子間に、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ２１が接続されている。
ＦＥＴ２１は、ソースが出力制御回路９の出力端子に、ドレインがＦＥＴ１５のドレインに接続され、ゲートが制御部１２からオン又はオフに制御される。これにより、ＦＥＴ２１の寄生ダイオードは、アノードが電気二重層キャパシタ１１の正極端子側に接続され、ＦＥＴ１５の寄生ダイオードとは逆向きになる。尚、ＦＥＴ１５，２１の配置順は逆でも良い。
ＦＥＴ２１は、制御部１２によりＦＥＴ１５と同様にオン又はオフに制御される。

このような構成の車両用電源装置では、制御部１２は、電気二重層キャパシタ１１への充電が進み、電気二重層キャパシタ１１の正極端子電圧値Ｖｃが所定電圧値に達すると、ＦＥＴ１９をオフにする。これにより、充電電圧が耐圧を超えないように、電気二重層キャパシタ１１を保護する。
ＦＥＴ１５，２１がオンであるときに、ＤＣＤＣ昇圧回路２７は、電気二重層キャパシタ１１の端子電圧Ｖｃを昇圧して、負荷群１０へ給電するので、必要な電流を確保できれば、昇圧する分、電気二重層キャパシタ１１の容量を小さくできる。

このような構成の車両用電源装置では、また、ＦＥＴ２１により、逆流防止ダイオード２０（図６）を接続する場合よりも損失を低減することができ、ＦＥＴ２１の寄生ダイオードの向きにより、電気二重層キャパシタ１１が、負荷群１０側から充電されるのを防止する。
本実施の形態７のその他の構成及び動作は、上述した実施の形態１の構成（図１，２）及び動作（図４）と同様であるので、説明を省略する。

尚、上述した実施の形態１〜７では、ＦＥＴは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴを使用しているが、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを使用しても良い。ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを使用する場合は、ソース及びドレインの接続をＰチャネルＭＯＳＦＥＴの場合と逆にし、寄生ダイオードの向きは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴの場合と同様にする。

１ オルタネータ（車載発電機、交流発電機）
２ スタータ
３ バッテリ
５ イグニッションスイッチ
６ アイドルストップＥＣＵ
７ 補助電源モジュール
８ 入力制御回路
９ 出力制御回路
１０ 負荷群（車載負荷群）
１１ 電気二重層キャパシタ（蓄電器）
１２ 制御部
１３，２４ 逆流防止ダイオード
１４，２６ 抵抗
１５ ＦＥＴ（第２スイッチ）
１６ ＦＥＴ（第１スイッチ）
１７ 電圧検出器（バッテリ電圧検出器）
１８ 電圧検出器（蓄電器電圧検出器）
１９，２５ ＦＥＴ（第３スイッチ）
２０ 逆流防止ダイオード（第２逆流防止ダイオード）
２１ ＦＥＴ（第４スイッチ）
２２ ＦＥＴ
２３，２７ ＤＣＤＣ昇圧回路

Claims (7)

1. 車載発電機又はバッテリにより充電される蓄電器を備え、前記車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置において、
   前記バッテリ及び車載負荷群間に接続された第１スイッチと、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された逆流防止ダイオードと、前記蓄電器及び車載負荷群間に接続された第２スイッチと、前記バッテリの出力電圧値を検出するバッテリ電圧検出器と、前記蓄電器の出力電圧値を検出する蓄電器電圧検出器と、前記バッテリ電圧検出器及び蓄電器電圧検出器の各検出電圧値を比較する手段と、該手段の比較結果が、前記バッテリ電圧値が蓄電器電圧値以上である（又は未満である）ときは、前記第１スイッチをオン（又はオフ）に、前記第２スイッチをオフ（又はオン）に切替える手段とを備えることを特徴とする車両用電源装置。
2. 前記蓄電器及び車載負荷群間に第２逆流防止ダイオードが接続されている請求項１記載の車両用電源装置。
3. 前記第１スイッチ及び第２スイッチは、それぞれＭＯＳ型ＦＥＴであり、前記第１スイッチは、ＦＥＴが有する寄生ダイオードのアノードが、前記バッテリ側に接続され、前記第２スイッチは、ＦＥＴが有する寄生ダイオードのアノードが、前記車載負荷群側に接続されるように構成されている請求項１又は２記載の車両用電源装置。
4. 前記バッテリ及び蓄電器間に第３スイッチが接続されている請求項１乃至３の何れか１つに記載の車両用電源装置。
5. 前記第３スイッチは、ＭＯＳ型ＦＥＴであり、該ＦＥＴが有する寄生ダイオードのアノードが、前記蓄電器側に接続されるように構成されている請求項４記載の車両用電源装置。
6. 前記蓄電器及び車載負荷群間に、前記第２スイッチに直列に接続された第４スイッチを更に備え、該第４スイッチはＭＯＳ型ＦＥＴであり、該ＦＥＴが有する寄生ダイオードは、前記第２スイッチのＦＥＴが有する寄生ダイオードと逆向きに接続されるように構成されている請求項３乃至５の何れか１つに記載の車両用電源装置。
7. 前記逆流防止ダイオードは、前記第１スイッチを通じて前記バッテリに接続されている請求項１乃至６の何れか１つに記載の車両用電源装置。

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