JP3039119B2 - 車両用電源装置 - Google Patents

車両用電源装置

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JP3039119B2
JP3039119B2 JP4077822A JP7782292A JP3039119B2 JP 3039119 B2 JP3039119 B2 JP 3039119B2 JP 4077822 A JP4077822 A JP 4077822A JP 7782292 A JP7782292 A JP 7782292A JP 3039119 B2 JP3039119 B2 JP 3039119B2
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    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は車両用電源装置に関す
る。特に、高定格電圧電源と低定格電圧電源を有するも
のに関する。
【０００２】
【従来の技術】近来、車両に搭載される負荷で、より高
電圧を供給して動作させたほうがその動作効率の良いも
のが増えてきている。このような負荷に電力を供給する
電源装置が、特開平１−１８５１９７号公報に開示され
ており、以下に図１１を用いて説明する。
【０００３】１は４８Ｖの定格電圧を有する直流出力の
発電機であり、電圧調整機を内蔵している。２は４８Ｖ
のバッテリであり、２４個のセルを有する鉛蓄電池から
なっている。３はブロアモータであり、４８Ｖの電力が
供給されて動作する。このブロアモータ３はスイッチ３
１を介して発電機１、または発電機１だけでは充分に電
力を供給できないときには発電機１と４８Ｖバッテリ２
から電力が供給される。４は電圧変換器であって１チッ
プの半導体で構成され、４８Ｖの電圧を１２Ｖの電圧に
変換する。５はヘッドランプ、６はテールランプでスイ
ッチ５１、６１を介して電圧変換器４の出力から１２Ｖ
の電力が供給されて動作する。このヘッドランプ５、テ
ールランプ６はそのランプのフィラメントが４８Ｖとい
った高電圧を印加すると焼き切れてしまうことがあり、
１２Ｖの電力を供給している。また上記のスイッチ３
１、５１、６１は運転者や同乗者等が操作することによ
って接続され、ブロアモータ３、ヘッドランプ５、テー
ルランプ６が動作する。
【０００４】このように発電機１により４８Ｖバッテリ
２を充電すると共にブロアモータ３及び電圧変換器４を
介してヘッドランプ５、テールランプ６へと電力を供給
していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の車両
用電源装置においては、電圧変換器を用いて４８Ｖの電
圧を１２Ｖの電圧に変換してヘッドランプ等の負荷に電
力を供給して、ヘッドランプを動作させていたが、ヘッ
ドランプのスイッチがオフのとき、すなわちヘッドラン
プが点灯されていないときでも電圧変換器を常に動作さ
せており、電力を無駄に消費していたために不経済であ
った。
【０００６】本発明は消費電力の少なくて済む車両用電
源装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】図１及び図２に示すクレ
ーム対応図を用いて、本発明の構成を説明する。
【０００８】まず、図１を用いて請求項１の発明の構成
について説明する。
【０００９】１はエンジンを駆動源として発電する発電
機で、この発電機１には高電圧二次電池２、第１の負荷
３、電圧変換器４が各々並列に接続されている。
【００１０】電圧変換器４の出力端子には低電圧二次電
池７が接続され、この低電圧二次電池７には第２の負荷
５、スイッチ２０を介して第３の負荷４０が各々並列に
接続されている。この第２の負荷５、第３の負荷４０及
びスイッチ２０によって負荷手段５０が形成されてい
る。
【００１１】低電圧二次電池７には、低電圧二次電池７
の電圧を検出する電圧検出手段１５が接続されている。
また負荷手段５０に流れる負荷電流を検出する負荷電流
検出手段１６が設けられている。前記電圧検出手段１５
によって検出した低電圧二次電池７の電圧、及び負荷電
流検出手段１６により検出した負荷手段５０に流れる負
荷電流は制御手段８に入力されている。この制御手段８
は入力された電圧が第１の所定値以下になったときに電
圧変換器４を動作させて、高電圧を低電圧に変換して、
低電圧二次電池７を充電する。このときに負荷電流が第
２の所定値より小さいとき第３の負荷に接続されている
スイッチ２０を接続させて、負荷手段５０の抵抗値を小
さくして、負荷手段５０に流れる負荷電流を第２の所定
値以上に上昇させて電圧変換器４を動作させる。
【００１２】次に図２を用いて請求項２の発明の構成を
説明する。
【００１３】１はエンジンを駆動源に発電する発電機
で、この発電機１には高電圧二次電池２、第１の負荷
３、電圧変換器４が各々並列に接続されている。
【００１４】電圧変換器４の出力端子には低電圧二次電
池７が接続され、この低電圧二次電池７には第２の負荷
５、スイッチ２０を介して第３の負荷４０が各々並列に
接続されている。この第２の負荷５、第３の負荷４０及
びスイッチ２０によって負荷手段５０が形成されてい
る。
【００１５】低電圧二次電池７には、低電圧二次電池７
の電圧を検出する電圧検出手段１５が接続されている。
また負荷手段５０に流れる負荷電流を検出する負荷電流
検出手段１６が設けられている。この電圧検出手段１５
によって検出した低電圧二次電池７の電圧、及び負荷電
流検出手段１６により検出した負荷手段５０に流れる負
荷電流は制御手段８に入力されている。また１７はタイ
マ手段で、その出力信号は電圧変換器４に入力されてい
る。
【００１６】制御手段８は入力された電圧が第１の所定
値以下になったときに電圧変換器４を動作させて、高電
圧を低電圧に変換して、低電圧二次電池７を充電する。
このときに負荷電流が第２の所定値より小さいときに第
３の負荷４０に接続されているスイッチ２０を接続させ
て、負荷手段５０の抵抗値を小さくして、負荷手段５０
に流れる負荷電流を第２の所定値以上に上昇させて電圧
変換器４を動作させる。
【００１７】またタイマ手段１７は常に時間をカウント
していて、低電圧二次電池７が、前回の充電完了後、所
定時間経過したとき電圧変換器４が動作するように信号
を出力して、低電圧二次電池７を所定値まで充電して、
電圧変換器４への信号の出力を停止する。このときに負
荷手段５０に流れる負荷電流が第２の所定値より小さい
ときに、第３の負荷４０に接続されているスイッチ２０
を接続させるように制御手段８から信号が出力され、負
荷手段５０の抵抗値を小さくして、負荷手段５０に流れ
る負荷電流を第２の所定値以上に上昇させて電圧変換器
４を動作させる。
【００１８】
【作用】上記請求項１の構成においては、第１の負荷に
は発電機、また発電機だけでは充分に電力が供給できな
いときには発電機及び高電圧二次電池から電力を供給す
ることにより第１の負荷を動作させる。
【００１９】電圧検出手段によって検出した低電圧二次
電池の電圧値が第１の所定値より大きいときには第２〜
４の負荷には低電圧二次電池から電力を供給して負荷を
動作させるため、電圧変換器は動作せず、高電圧電源系
統と低電圧電源系統は独立した電源系統となっている。
【００２０】第２〜４の負荷に電力を供給して、低電圧
二次電池の電圧が第１の所定値以下になったときで、負
荷電流検出手段によって検出した負荷を流れる負荷電流
が第２の所定値より小さいときには負荷電流が第２の所
定値以上になるように、スイッチを接続させてから、制
御手段によって電圧変換器を動作させる。
【００２１】請求項２の構成においては、請求項１の構
成に加えてタイマ手段を設けた。このタイマ手段は常に
時間をカウントしており、低電圧二次電池が、前回の充
電完了後、所定時間経過したときに電圧変換器を動作さ
せて、低電圧二次電池を充電する。このときに負荷電流
検出手段により検出された負荷電流が第２の所定値より
小さいときには、負荷電流が第２の所定値以上となるよ
うに、スイッチを接続させてから、電圧変換器を動作さ
せる。
【００２２】
【実施例】以下、図３〜６を用いて本発明の第１実施例
を説明する。
【００２３】図３を用いて第１実施例の構成を説明す
る。
【００２４】１は４８Ｖの定格電圧を有する直流出力の
発電機、２は４８Ｖのバッテリ（高電圧二次電池）であ
り、２４個のセルを有する鉛蓄電池からなっている。３
はブロアモータ（第１の負荷）３で、発電機１、４８Ｖ
バッテリ２からの電力がスイッチ３１を介して供給され
る。このスイッチ３１は運転者や同乗者等によって操作
されることによって接続され、ブロアモータ３に電力が
供給されて動作する。このブロアモータ３には通常は発
電機１から電力が供給されるが、発電機１からの電力供
給だけでは安定して動作できなくなると発電機１に加え
て４８Ｖバッテリ２からもブロアモータ３へ電力が供給
される。
【００２５】４は電圧変換器であり、この電圧変換器４
によって４８Ｖの電圧を１２Ｖの電圧に変換する。７は
１２Ｖのバッテリ（低電圧二次電池）であり、後述する
ヘッドランプ５、車速センサ３０、抵抗４０に電力を供
給する。１２Ｖバッテリ７にはバッテリ７の電圧を検出
する電圧検出器（電圧検出手段）１５が接続されてい
る。
【００２６】１２Ｖバッテリ７にはスイッチ５１を介し
てヘッドランプ（第２の負荷）５が並列に接続されてい
る。このスイッチ５１は運転者や同乗者等によって操作
されることにより接続され、１２Ｖバッテリ７からヘッ
ドランプ５に電力が供給されて動作する。このヘッドラ
ンプ５には並列に、車両の車速を検出する車速センサ
（第２の負荷）３０が接続され、更に抵抗（第３の負
荷）４０がスイッチ２０を介して並列に接続されてい
る。このスイッチ２０は運転者等によって操作されるも
のではなく、後述するコントローラ８によって接点の開
閉が制御される。このヘッドランプ５、車速センサ３
０、抵抗４０、スイッチ２０、５１の部分（図面破線内
部分）を負荷５０と定義する。
【００２７】この負荷５０には、負荷５０に流れる負荷
電流を検出する負荷電流検出器（負荷電流検出手段）１
６が接続されている。
【００２８】また、車速センサ３０は運転者等がエンジ
ンを始動してからエンジンを停止するまでの間、常に動
作している負荷であれば良く、車速センサに限らず、単
なる抵抗等であっても良い。また負荷４０は車両の走行
に関しては直接関連のない装備に関するものであって、
本実施例では抵抗を接続させておく。
【００２９】上記の検出器１５、１６によって検出され
た電圧、負荷電流は夫々電圧信号１０、負荷電流信号９
として常にコントローラ８に入力されている。この値に
応じて電圧変換器４を動作させる動作信号１１が電圧変
換器４に入力される。またコントローラ８から抵抗４０
に接続されているスイッチ２０にはスイッチ信号１４が
入力され、このスイッチ信号１４が入力されているとき
には抵抗４０に電力が供給されるようになっている。こ
のスイッチ信号１４はコントローラ８によって信号を流
すか否かの制御が行われる。
【００３０】次に図４を用いて１２Ｖバッテリ７の放電
特性を示す。
【００３１】完全に充電された状態の１２Ｖバッテリ７
はＶｂの電圧値を示し、負荷に電力を供給すると、時間
経過とともに電圧が下がる。このときバッテリ７の電圧
がＶｏ以下になると、バッテリ７の出力側に接続されて
いる負荷（本実施例ではヘッドランプ５等）に安定した
電力の供給ができなくなってしまう。従ってバッテリ７
の電圧値がＶｂ〜Ｖｏの間のとき充電を行うようにすれ
ば良い。本実施例では余裕代をとってＶｏより若干、電
圧の高いＶａまでバッテリ７が下がったら充電を行うよ
うにする。またバッテリ７を完全に充電するようにする
と過充電を起こしてしまい、この過充電により接続され
る負荷を壊してしまう可能性もあるために本実施例では
Ｖｂより若干、電圧の低いＶｃまで充電するようにす
る。すなわち１２Ｖバッテリ７の電圧がＶａ〜Ｖｃ間で
充放電を繰り返すようにする。
【００３２】次に図５〜７を用いて電圧変換器４につい
て説明する。
【００３３】図５は自己飽和形の電圧変換器を示した回
路図であり、以下説明する。
【００３４】トランジスタＴｒ1が導通状態にあると、
入力電圧Ｅは巻線Ｎ1に印加され、これによって発生し
た磁束により、巻線Ｎ3に誘起する電圧はトランジスタ
Ｔｒ1のベース電圧をエミッタに対し正にし、トランジ
スタＴｒ1を導通の状態に維持する。一方、巻線Ｎ4に誘
起される電圧は、トランジスタＴｒ2のベースをエミッ
タに対して負にするため、トランジスタＴｒ2はオフに
保たれる。このときの鉄心中の磁束は−φから始まり、
徐々に増加して＋φに達する。この＋φに達するとき、
トランジスタＴｒ1のコレクタ電流ＩCは急激に増大し
て、ベース電流と電流増幅率の積の値まで増加するが、
磁束変化が非常に少なくなり、ベース電圧は消滅する。
このため、Ｔｒ1はカットオフされ、各巻線には前と逆
極性の微小電圧が誘起される。巻線Ｎ4の電圧はＴｒ2の
ベースに順電圧を与え、Ｔｒ2を導通させると共に巻線
Ｎ3の電圧はＴｒ1のベースに逆電圧を与えて完全にカッ
トオフの状態にする。そして入力電圧は巻線Ｎ2に印加
され、鉄心の磁束が＋φから−φに達するまで、Ｔｒ2
は導通を続ける。以上のような繰り返しでトランジスタ
の開閉動作が持続され、出力巻線Ｎ5には方形波電圧が
得られ、これを出力する。この出力電圧は巻線の巻数比
を変えることによって、入力電圧Ｅに対して任意の出力
電圧を出力することができる。
【００３５】次に図６及び７によって電圧変換器の変換
効率について述べる。
【００３６】図６は一定電圧、一定力率（出力）での負
荷の変化に対する損失及び効率の特性図である。
【００３７】電圧変換器の効率は、負荷が０から増える
に従って急激に上昇し、その後ほぼ一定値を示し、そし
て負荷が100%に近づくにつれて緩やかに減少する。
【００３８】電圧変換器の損失は主に負荷電流には無関
係な鉄損と負荷電流に関係して変化する銅損からなり、
その他の損失は非常に少ないので無視できる。
【００３９】鉄損はヒステリシス損とうず電流損からな
り、負荷電流には無関係なので図６に示すように一定値
を示す。
【００４０】また銅損は以下のように示せる。
【００４１】銅損ＰC＝ＫmＩ1 2（ｒ1＋ｒ2'） 但し、Ｉ1 ：一次巻線に流れる負荷電流 ｒ1 ：一次巻線抵抗 ｒ2'：一次側に換算した二次巻線抵抗 Ｋm ：交流抵抗／直流抵抗（通常1.1〜1.25） このように銅損は負荷電流の２乗に比例するために図６
に示すような曲線を示す。
【００４２】上記より電圧変換器の全損失は鉄損及び銅
損の和で表すことができ、図６に示すような曲線を示
す。
【００４３】このような電圧変換器の効率ηは、次式で
算出できる。
【００４４】 η＝Ｋcosθ／（Ｋcosθ＋Ｐi＋Ｐc）×100［％］ 但し、Ｋ：電圧変換器の容量［Ｗ］ Ｐi：鉄損［Ｗ］ Ｐc：銅損［Ｗ］（＝ＫmＩ1 2（ｒ1＋ｒ2'）） cosθ：負荷力率 Ｋcosθ：全負荷における出力（定格出力）［ＶＡ］ 従って、電圧変換器の効率は図６に示すような効率とな
る。すなわち、負荷電流がある値以上のときに電圧変換
器を動作させれば、変換効率は良い。従って図７に示す
ように負荷電流ＨがＡｏ以上のときに電圧変換器４を動
作させると変換効率Ｅが高いため、変換ロスが少ない。
【００４５】次いで第１実施例の動作を簡単に説明す
る。
【００４６】この装置では通常は電圧変換器４はオフの
状態になるようにし、ブロアモータ３へは発電機１、ま
たは発電機１及び４８Ｖバッテリ２から電力を供給し、
ヘッドランプ５、車速センサ３０には１２Ｖバッテリ７
から電力を供給する。このときスイッチ２０はオフにさ
せておき抵抗４０には電力が供給されないようにしてお
く。すなわち４８Ｖ系と１２Ｖ系は独立した電源系統と
なっている。
【００４７】ここで１２Ｖバッテリ７からヘッドランプ
５、車速センサ３０に電力が供給されてヘッドランプ５
が動作中で、１２Ｖバッテリ７の電圧が第１の所定値
（Ｖａ）以下になったときに、コントローラ８により電
圧変換器４を動作させて、発電機１、４８Ｖバッテリ２
により１２Ｖバッテリ７を充電すると共にヘッドランプ
５に電力を供給する。
【００４８】このときに負荷５０を流れる負荷電流が第
２の所定値Ａｏより小さいときに、コントローラ８から
スイッチ信号１４をスイッチ２０に流して、スイッチ２
０を閉じて抵抗４０に電力を供給する。こうすることに
よって負荷５０の抵抗値は下がるので負荷５０を流れる
負荷電流は上昇し、図７に示したように変換効率の高い
領域で電圧変換器４を動作することができる。
【００４９】次いで図８を用いてコントローラ８の制御
フローチャートを説明する。
【００５０】ステップ１００では１２Ｖバッテリ７の電
圧値Ｖと充電判断のための閾値（第１の所定値）Ｖａと
を比較して、Ｖ≦Ｖａのときにはステップ１０１へ、そ
れ以外のときにはステップ１００へ戻る。
【００５１】ステップ１０１では負荷電流検出器１６に
よって検出した負荷５０の負荷電流Ｈと電圧変換器４の
変換効率の閾値（第２の所定値）Ａｏとを比較し、Ｈ≧
Ａｏのときにはステップ１０３へ進み、それ以外のとき
にはステップ１０２を介してステップ１０３へ進む。
【００５２】ステップ１０２では負荷５０に流れる負荷
電流Ｈを、図７に示す電圧変換器４の変換効率のよい領
域の電流値Ａｏ以上に上げる。これはコントローラ８か
らスイッチ信号１４を流して、スイッチ２０を閉じて抵
抗４０に電力を供給することによって負荷５０の抵抗値
を下げて、負荷５０を流れる負荷電流ＨをＡｏ以上にす
る。このスイッチ２０を閉じることにより、負荷電流Ｈ
がＡｏ以上になって、再びスイッチ２０が開くことがな
いように、スイッチ２０が閉じられた後、１２Ｖバッテ
リ７がＶｃになるまでスイッチ２０が開かないように、
スイッチ信号１４の出力を一旦停止させる。
【００５３】ステップ１０３では、コントローラ８から
動作信号１１を電圧変換器４に入力し、電圧変換器４を
動作させ、発電機１及び４８Ｖバッテリ２による４８Ｖ
の電力を電圧変換器４によって１２Ｖに変換して、１２
Ｖバッテリ７を充電すると共に負荷５０に電力を供給す
る。このとき１２Ｖバッテリ７はある負荷とみなすこと
ができ、従って１２Ｖバッテリ７とヘッドランプ５、車
速センサ３０、抵抗４０という３つの負荷が並列に接続
された回路と考えることができる。従って発電機１及び
４８Ｖバッテリ２からの電力が負荷５０にのみ供給され
て、１２Ｖバッテリ７に供給されないといったことが起
こらずに、１２Ｖバッテリ７に安定して電力が供給され
る。
【００５４】ステップ１０４ではこのステップ１０３の
フローを、１２Ｖバッテリ７の電圧が図４に示したＶｃ
の値になるまで続ける。
【００５５】ステップ１０５ではコントローラ８から電
圧変換器４に入力していた動作信号１１を止めることに
よって、電圧変換器４の動作を止める。次いでステップ
１０６ではスイッチ信号１４の出力を停止してスイッチ
２０を開いて、この制御フローを終了する。
【００５６】このように通常はブロアモータ３へは発電
機１及び４８Ｖバッテリ２、ヘッドランプ５と車速セン
サ３０へは１２Ｖバッテリ７によって電力を供給してい
る。そして１２Ｖバッテリ７がヘッドランプ５と車速セ
ンサ３０に対して安定した電力供給ができなくなる電圧
寸前まで放電させてから一気に１２Ｖバッテリ７を充電
するため、充電時間を減少することができる。従って、
電圧変換器４の動作する時間を減少することができる。
更に、負荷５０に流れる電流を検出して、この負荷電流
を所定値以上に上昇させて、電圧変換器４を動作させる
ため、電圧変換器４が動作する時間においてもその変換
効率の良い領域で１２Ｖバッテリ７を充電することがで
きるため、消費電力を減少することができる。
【００５７】次に本発明の第２実施例を図９〜１０を用
いて説明する。
【００５８】まず、図９を用いて構成を説明する。
【００５９】本実施例においては、図２に示す第１実施
例と同様の構成のものについては、詳細な説明を省略す
る。
【００６０】１７はタイマで、常に時間をカウントして
おり、低電圧二次電池７が、前回の充電完了後、所定時
間経過したときに電圧変換器４に動作信号１１を流し
て、電圧変換器４を動作させる。
【００６１】次いで図１０を用いてコントローラ８の行
う、制御フローチャートを説明する。
【００６２】ステップ２００で１２Ｖバッテリ７の電圧
Ｖと充電判断の閾値（第１の所定値）Ｖａとを比較し
て、Ｖ≦Ｖａのときにはステップ２０１へ、それ以外の
ときにはステップ２１０へ進む。
【００６３】ステップ２１０ではタイマ時間Ｔが１２Ｖ
バッテリ７が所定値Ｖｃまで充電されてから所定時間
（設定時間と定義）Ｔａ経過したかどうかの判断を行
う。設定時間Ｔａより前のときは、ステップ２００へ戻
り、タイマ時間Ｔが設定時間Ｔａに等しくなったときは
１２Ｖバッテリ７の電圧に関係なく、即ちバッテリ７電
圧Ｖが閾値Ｖａより大きくてもステップ２０１へ進む。
【００６４】ステップ２０１では負荷５０の負荷電流Ｈ
と電圧変換器４の変換効率の閾値（第２の所定値）Ａｏ
とを比較し、Ｈ≧Ａｏのときにはステップ２０３へ進
み、それ以外のときにはステップ２０２を介してステッ
プ２０３へ進む。
【００６５】ステップ２０２では負荷５０の負荷電流Ｈ
を、図７に示す電圧変換器４の変換効率のよい領域の電
流値Ａｏ以上に上げる。これはコントローラ８からスイ
ッチ信号１４を流して、スイッチ２０を接続させ抵抗４
０に電力を供給させることによって負荷５０の負荷電流
ＨをＡｏ以上にする。このスイッチ２０を閉じることに
より、負荷電流ＨがＡｏ以上になって、再びスイッチ２
０が開くことがないように、スイッチ２０が閉じられた
後、１２Ｖバッテリ７がＶｃになるまでスイッチ２０が
開かないように、スイッチ信号１４の出力を一旦停止さ
せる。
【００６６】ステップ２０３では、タイマ１７から動作
信号１１を電圧変換器４に入力し、電圧変換器４を動作
させ、発電機１及び４８Ｖバッテリ２による４８Ｖの電
力を電圧変換器４によって１２Ｖに変換して、１２Ｖバ
ッテリ７を充電するとともに、ヘッドランプ５、車速セ
ンサ３０、抵抗４０に電力を供給する。このとき１２Ｖ
バッテリ７はある負荷とみなすことができ、従って１２
Ｖバッテリ７とヘッドランプ５、車速センサ３０、抵抗
４０という４つの負荷が並列に接続された回路と考える
ことができる。従って発電機１及び４８Ｖバッテリ２か
らの電力が負荷５０にのみ供給されて、１２Ｖバッテリ
７に供給されないといったことが起こらずに、１２Ｖバ
ッテリ７に安定して電力が供給される。
【００６７】ステップ２０４ではこのステップ２０３の
フローを、１２Ｖバッテリ７の電圧が図４に示したＶｃ
の値になるまで続ける。
【００６８】ステップ２０５ではコントローラ８から電
圧変換器４に入力していた動作信号１１を止めることに
よって、電圧変換器４の動作を止める。
【００６９】次いでステップ２０７で、スイッチ信号１
４の出力を停止してスイッチ２０を開いて、この制御フ
ローを終了する。
【００７０】このように通常はブロアモータ３へは発電
機１及び４８Ｖバッテリ２、ヘッドランプ５と車速セン
サ３０へは１２Ｖバッテリ７によって電力を供給してい
る。そして１２Ｖバッテリ７がヘッドランプ５と車速セ
ンサ３０に対して安定した電力供給ができなくなる電圧
寸前まで放電させてから一気に１２Ｖバッテリ７を完全
充電するため、充電時間を減少することができる。従っ
て、電圧変換器４の動作する時間を減少することができ
る。更に、負荷５０に流れる電流を検出して、この負荷
電流を所定値以上に上昇させて、電圧変換器４を動作さ
せるため、電圧変換器４が動作する時間においてもその
変換効率の良い領域で１２Ｖバッテリ７を充電すること
ができるため、消費電力を減少することができる。
【００７１】また本実施例においては、１２Ｖバッテリ
７の電圧を検出して、この電圧に応じて１２Ｖバッテリ
７の充電を行い、かつタイマ１７で１２Ｖバッテリ７が
充電されてから所定時間に達したら１２Ｖバッテリ７を
所定値まで充電する制御で１２Ｖバッテリ７の充電を行
ったために、確実に１２Ｖバッテリ７を充電することが
でき、１２Ｖバッテリ７によって電力が供給されるヘッ
ドランプ５、車速センサ３０に安定に電力を供給するこ
とができる。
【００７２】また上記の実施例においては鉛蓄電池のバ
ッテリ２、７を用いた例を示したが、Ｎｉ−Ｃｄ（ニッ
ケル−カドミウム）電池等の充放電可能な二次電池であ
れば他の種類の電池を用いても構わない。
【００７３】
【発明の効果】請求項１の発明においては、通常は第１
の負荷へは発電機及び高電圧二次電池、第２の負荷へは
低電圧二次電池によって電力を供給して、低電圧二次電
池の電圧が充電の必要な第１の所定値以下になったとき
に、電圧変換器を動作して低電圧二次電池を充電するの
で、電圧変換器の動作する時間を減少させることができ
る。
【００７４】更に負荷手段に流れる電流を検出して、第
２の負荷に第３の負荷を並列接続することのよって負荷
手段の抵抗値を下げ、負荷電流を電圧変換器の変換効率
が高い第２の所定値以上に上昇させて、電圧変換器を動
作させるため、電圧変換器が動作する時間においても、
その変換効率の良い領域で低電圧二次電池を充電するこ
とができるため、充電時間を必要最小限に抑えられ、消
費電力を減少することができる。
【００７５】さらに、請求項２の発明においては、請求
項１の発明の構成に加えて、タイマ手段を設けて、低電
圧二次電池が、前回の充電完了後、所定時間経過したと
き電圧変換器を動作させて低電圧二次電池を所定値まで
充電したため、低電圧二次電池によって電力が供給され
る負荷手段に安定した電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の請求項１のクレーム対応図
【図２】 本発明の請求項２のクレーム対応図
【図３】 第１実施例の構成図を示す図
【図４】 バッテリ−放電時間特性
【図５】 電圧変換器の回路図
【図６】 電圧変換器の特性図
【図７】 電圧変換器の負荷電流−効率特性図
【図８】 第１実施例の制御フローチャート
【図９】 第２実施例の構成図を示す図
【図１０】 第２実施例の制御フローチャート
【図１１】 従来の車両用電源装置
【符号の説明】
１…発電機、２…４８Ｖバッテリ（高電圧二次電池） ３…ブロアモータ（第１の負荷） ４…電圧変換器 ５…ヘッドランプ（第２の負荷） ７…１２Ｖバッテリ（低電圧二次電池） ８…コントローラ（制御手段） ９…負荷電流信号 １０…電圧信号 １１…動作信号 １４…スイッチ信号 １５…電圧検出器（電圧検出手段） １６…負荷電流検出器（負荷電流検出手段） １７…タイマ ２０、３１、５１、６１…スイッチ ３０…車速センサ（第２の負荷） ４０…抵抗（第３の負荷）

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンを駆動源に発電する発電機と、 この発電機の出力端子に接続される高定格電圧の高電圧
    二次電池と、 前記出力端子に接続される第１の負荷と、 前記出力端子に接続され、高電圧を低電圧に変換する電
    圧変換器と、 この電圧変換器の出力端子に接続され、電圧変換器の出
    力により充電される低定格電圧の低電圧二次電池と、 この低電圧二次電池の出力端子に接続される第２の負荷
    と、この第２の負荷にスイッチを介して並列接続される
    第３の負荷と、からなる負荷手段と、 前記低電圧二次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、 前記負荷手段に流れる負荷電流を検出する負荷電流検出
    手段と、 前記電圧検出手段により検出した電圧が前記低電圧二次
    電池に充電が必要な第１の所定値以下のときに前記電圧
    変換器を動作させて、高電圧を低電圧に変換して前記低
    電圧二次電池を充電し、 前記負荷電流検出手段により検出した負荷電流が前記電
    圧変換器の変換効率が低い第２の所定値以下のとき、前
    記低電圧二次電池が所定値に充電されるまでの間、前記
    スイッチを閉じ、 前記負荷電流検出手段により検出した負荷電流が前記第
    ２の所定値より大きいときに前記スイッチを開く制御手
    段と、 を備えた車両用電源装置。
  2. 【請求項２】 エンジンを駆動源に発電する発電機と、 この発電機の出力端子に接続される高定格電圧の高電圧
    二次電池と、 前記出力端子に接続される第１の負荷と、 前記出力端子に接続され、高電圧を低電圧に変換する電
    圧変換器と、 この電圧変換器の出力端子に接続され、電圧変換器の出
    力により充電される低定格電圧の低電圧二次電池と、 この低電圧二次電池の出力端子に接続される第２の負荷
    と、この第２の負荷にスイッチを介して並列接続される
    第３の負荷と、からなる負荷手段と、 前記低電圧二次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、 前記負荷手段に流れる負荷電流を検出する負荷電流検出
    手段と、 前記電圧検出手段により検出した電圧が前記低電圧二次
    電池に充電が必要な第１の所定値以下のときに前記電圧
    変換器を動作させて、高電圧を低電圧に変換して前記低
    電圧二次電池を充電し、 前記負荷電流検出手段により検出した負荷電流が前記電
    圧変換器の変換効率が低い第２の所定値以下のとき、前
    記低電圧二次電池が所定値に充電されるまでの間、前記
    スイッチを閉じ、 前記負荷電流検出手段により検出した負荷電流が前記第
    ２の所定値より大きいときに前記スイッチを開く制御手
    段と、 を備えた車両用電源装置。前記低電圧二次電池が、前回
    の充電完了後、所定時間経過したときに、前記電圧変換
    器を動作させるタイマ手段と、 を備えた車両用電源装置。
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