JP4044268B2

JP4044268B2 - Vehicle power supply

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Publication number: JP4044268B2
Application number: JP2000172438A
Authority: JP
Inventors: 康弘玉井; 哲也長谷川; 隆志郷原
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2000-06-08
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2020-06-08
Also published as: JP2001352691A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用電源装置に関し、特に負荷を確実に駆動する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用電源装置として、図４に示すような、発電機１０とバッテリ２０とを併用して負荷３０に電源を供給するものが知られている。この車両用電源装置においては、通常、発電機１０からの出力電流Ｉ_ＯＵＴは、バッテリ２０へ流れる充電電流Ｉ_ＢＡＴと負荷３０へ流れる負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤとに分流して、それぞれバッテリ２０及び負荷３０に供給される。
【０００３】
また、近年は、電源電圧を高くすることにより、電源効率を上げる試みがなされている。ところが、例えばランプのように従来通りの低い電圧で駆動するほうが有利な負荷も存在するため、高電圧系統と低電圧系統といった２系統の電源を備えた車両用電源装置が開発されている。このような車両用電源装置の一例が、特開平５−２７８５３５号公報に開示されている。
【０００４】
図５は、この特開平５−２７８５３５号公報に示された車両用電源装置の構成を概略的に示すブロック図である。この車両用電源装置は、発電機１０、高電圧用の第１バッテリ２０、高電圧用の第１負荷３０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１、低電圧用の第２バッテリ２１及び低電圧用の第２負荷３１から構成されている。
【０００５】
発電機１０は、例えば４２ボルトといった高電圧の直流電力を発生する。この発電機１０からの出力電流Ｉ_ＯＵＴ１は、第１バッテリ２０へ流れる充電電流Ｉ_ＢＡＴ１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１及び第１負荷３０へ流れる負荷電流Ｉ_{ＬＯＡＤ１}とに分流し、それぞれ第１バッテリ２０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１及び第１負荷３０に供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、発電機１０から供給された４２ボルトの高電圧を例えば１４ボルトといった低電圧に変換する。このＤＣ−ＤＣコンバータ１１からの出力電流Ｉ_ＯＵＴ２は、第２バッテリ２１へ流れる充電電流Ｉ_ＢＡＴ２と第２負荷３１へ流れる負荷電流Ｉ_{ＬＯＡＤ２}とに分流し、それぞれ第２バッテリ２１及び第２負荷３１に供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示した車両用電源装置においては、バッテリ２０の蓄電量が低下すると、バッテリ２０へ流れる充電電流Ｉ_ＢＡＴは非常に大きな値になる。この場合であっても、発電機１０は、負荷３０に負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤを供給する。このため、バッテリ２０へ流れる充電電流Ｉ_ＢＡＴと負荷３０へ流れる負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤの総和が発電機１０で発生可能な最大電流値を超える状態が発生する。このような状態になると、発電機１０の出力電圧が降下し、負荷３０が例えばランプである場合は、そのランプによる照度が低下する。この問題を避けるためには、発電機１０の出力電流Ｉ_ＯＵＴを増やすように、エンジンの回転数を上げる必要がある。
【０００７】
また、図５に示した２系統の電源を有する車両用電源装置においても、第１バッテリ２０及び第２バッテリ２１の蓄電量が低下すると、上述したと同様の問題が発生する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１としては、第２負荷３１の最大定格電流だけでなく充電電流Ｉ_ＢＡＴ２をも考慮した大容量のものを採用する必要がある。このため、ＤＣ−ＤＣコンバータのコストが増大し、ひいては車両用電源装置のコストが増大するという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような諸問題を解消するためになされたものであり、その目的は、バッテリの蓄電量が低下した場合においても、確実に負荷を駆動できる車両用電源装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電力を発生する発電機と、前記発電機から出力される電力が供給される負荷と、前記発電機から出力される電力により充電され、充電された電力を前記負荷に供給するバッテリと、前記発電機から出力される電流値を検出する電流センサと、前記電流センサで検出された電流値が前記発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記バッテリへの充電電流を遮断する制御手段、とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この請求項１に記載の発明によれば、発電機からの出力電流値が該発電機で発生可能な最大電流値を超えたことが電流センサで検出された場合に、バッテリへの充電電流が遮断されるので、発電機からの出力電流は負荷にのみ供給される。従って、バッテリの蓄電量が低下した場合においても、該バッテリに大きな充電電流が流れることがないので、負荷を確実に駆動できる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記発電機と前記バッテリとの間に配置された整流器と、該整流器に並列に接続された開閉スイッチとを含み、前記電流センサで検出された電流値が前記発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記開閉スイッチをオフにすることにより前記バッテリへの充電電流を遮断するように構成されている。
【００１２】
この請求項２に記載の発明によれば、電流センサで検出された電流値が発電機で発生可能な最大電流値を超えていない場合は、開閉スイッチはオンにされるので整流器が短絡された状態と同じになり、従来の車両用電源装置と同様に作用する。一方、電流センサで検出された電流値が発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合は、開閉スイッチはオフにされるので、バッテリの蓄電量が低下したとしても該バッテリへの充電電流は遮断される。その結果、発電機は負荷にのみ電流を供給するので、電圧の低下を招くことなく負荷を確実に駆動できる。また、負荷の消費電流が更に大きくなって発電機の出力電圧が低下すると、発電機からの出力電流のみならず、バッテリから整流器を介して出力される放電電流も負荷に供給されるので、負荷を駆動できる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、電力を発生する発電機と、前記発電機から出力される電力が供給される第１負荷と、前記発電機から出力される電力により充電され、充電された電力を前記第１負荷に供給する第１バッテリと、前記発電機から出力される電流値を検出する第１電流センサと、前記第１電流センサで検出された電流値が前記発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記第１バッテリへの充電電流を遮断する第１制御手段と、前記発電機からの出力電圧を他の電圧に変換する電圧変換器と、前記電圧変換器から出力される電力が供給される第２負荷と、前記電圧変換器から出力される電力により充電され、充電された電力を前記第２負荷に供給する第２バッテリと、前記電圧変換器から出力される電流値を検出する第２電流センサと、前記第２電流センサで検出された電流値が前記電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記第２バッテリへの充電電流を遮断する第２制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
この請求項３に記載の発明によれば、発電機からの出力電流値が該発電機で発生可能な最大電流値を超えたことが第１電流センサで検出された場合に、第１バッテリへの充電電流が遮断されるので、発電機からの出力電流は第１負荷にのみ供給される。従って、第１バッテリの蓄電量が低下した場合においても、該第１バッテリに大きな充電電流が流れることがないので、第１負荷を確実に駆動できる。同様に、電圧変換器からの出力電流値が該電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えたことが第２電流センサで検出された場合に、第２バッテリへの充電電流が遮断されるので、電圧変換器からの出力電流は第２負荷にのみ供給される。従って、第２バッテリの蓄電量が低下した場合においても、該第２バッテリに大きな充電電流が流れることがないので、第２負荷を確実に駆動できる。
【００１５】
更に、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記第１制御手段は、前記発電機と前記第１バッテリとの間に配置された第１整流器と、前記第１整流器に並列に接続された第１開閉スイッチとを含み、前記前記第１電流センサで検出された電流値が前記発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記第１開閉スイッチをオフにすることにより前記第１バッテリへの充電電流を遮断し、また、前記第２制御手段は、前記電圧変換器と前記第２バッテリとの間に配置された第２整流器と、前記第２整流器に並列に接続された第２開閉スイッチとを含み、前記前記第２電流センサで検出された電流値が前記電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記第２開閉スイッチをオフにすることにより前記第２バッテリへの充電電流を遮断することを特徴とする。
【００１６】
この請求項４に記載の発明によれば、第１電流センサで検出された電流値が発電機で発生可能な最大電流値を超えていない場合は、第１開閉スイッチはオンにされるので第１整流器が短絡された状態と同じになり、従来の車両用電源装置と同様に作用する。一方、第１電流センサで検出された電流値が発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合は、第１開閉スイッチはオフにされるので、第１バッテリの蓄電量が低下したとしても該第１バッテリへの充電電流は遮断される。その結果、発電機は第１負荷及び電圧変換器にのみ電流を供給するので、電圧の低下を招くことなく第１負荷を確実に駆動できる。また、第１負荷の消費電流が更に大きくなって発電機の出力電圧が低下すると、発電機からの出力電流のみならず、第１バッテリから第１整流器を介して出力される放電電流も第１負荷に供給されるので、第１負荷を確実に駆動できる。
【００１７】
同様に、第２電流センサで検出された電流値が電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えていない場合は、第２開閉スイッチはオンにされるので第２整流器が短絡された状態と同じになり、従来の車両用電源装置と同様に作用する。一方、第２電流センサで検出された電流値が電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えた場合は、第２開閉スイッチはオフにされるので、第２バッテリの蓄電量が低下したとしても該第２バッテリへの充電電流は遮断される。その結果、電圧変換器は第２負荷にのみ電流を供給するので、電圧の低下を招くことなく第２負荷を確実に駆動できる。また、第２負荷の消費電流が更に大きくなって電圧変換器の出力電圧が低下すると、電圧変換器からの出力電流のみならず、第２バッテリから第２整流器を介して出力される放電電流も第２負荷に供給されるので、第２負荷を確実に駆動できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、従来の技術の欄で説明した車両用電源装置の構成要素と同一及び相当部分には同一の符号を付して説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用電源装置の電気的な構成を示すブロック図である。この車両用電源装置は、発電機１０、バッテリ２０、負荷３０、制御回路４０、電流センサ４１、整流器４２、リレー４３及びトランジスタ４４から構成されている。
【００２０】
発電機１０は、図示しないエンジンの回転により駆動されて直流電力を発生する。この発電機１０で発生された直流電力は、負荷３０及び整流器４２のカソードに供給される。この発電機１０からの出力電流Ｉ_ＯＵＴの一部は、充電電流Ｉ_ＢＡＴとして、リレー４３を介してバッテリ２０に供給される。また、他の一部は、負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤとして負荷３０に供給される。また、この発電機１０は、その時点でのエンジンの回転数において発生可能な最大電流を表す最大電流値Ｉ_ＭＡＸを生成し、制御回路４０に供給する。
【００２１】
バッテリ２０は、直流電力を蓄えて出力する蓄電池である。このバッテリ２０の正電極は整流器４２のアノードに接続され、負電極は接地されている。このバッテリ２０は、発電機１０からリレー４３を介して供給される充電電流Ｉ_ＢＡＴにより充電される。また、このバッテリ２０からリレー４３又は整流器４２を介して出力される放電電流は負荷３０に供給される。
【００２２】
負荷３０は、例えばヘッドライト、テールランプ、車内灯といったランプ類や点火プラグ等から構成されている。この負荷３０は、発電機１０からの出力電流Ｉ_ＯＵＴの一部、及びバッテリ２０からリレー４３又は整流器４２を介して供給される放電電流により駆動される。
【００２３】
整流器４２は、リレー４３がオフにされている場合において、発電機１０の出力電位がバッテリ２０の正電極の電位より低い時、即ち、発電機１０の出力電圧が低下した時にターンオンし、バッテリ２０からの放電電流を負荷３０に供給する。一方、発電機１０の出力電位がバッテリ２０の正電極の電位より高い時、即ち、発電機１０の出力電圧が低下しない時にターンオフし、バッテリ２０からの放電電流を遮断する。
【００２４】
リレー４３は、発電機１０からバッテリ２０への充電経路を形成するべく、整流器４２に並列に設けられている。即ち、リレー４３の一方の端子は整流器４２のカソードに接続され、他方の端子は整流器４２のアノードに接続されている。このリレー４３の開閉は、その制御端子に供給されるリレー駆動信号により制御される。このリレー４３の制御端子は、トランジスタ４４のコレクタに接続されている。
【００２５】
トランジスタ４４は、上記リレー駆動信号を生成する。このトランジスタ４４のコレクタは、上述したようにリレー４３の制御端子に接続され、エミッタは接地され、ゲートは制御回路４０に接続されている。このトランジスタ４４は、制御回路４０からの制御信号に応答してオン又はオフする。
【００２６】
制御回路４０は、この車両用電源装置の動作を制御する（詳細は後述する）。この制御回路４０には、上記トランジスタ４４の他に、電流センサ４１及び発電機１０が接続されている。
【００２７】
電流センサ４１は、発電機１０の出力端子近傍に設けられ、発電機１０からの出力電流Ｉ_ＯＵＴの値を検出する。また、上述したように、発電機１０で生成された最大電流値Ｉ_ＭＡＸも、この制御回路４０に供給される。
【００２８】
次に、このように構成された本発明の第１の実施の形態に係る車両用電源装置の動作を、図２に示したタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００２９】
まず、図示しないイグニッションスイッチが投入されると、制御回路４０は、トランジスタ４４のベースに高レベルの制御信号を供給する。これにより、トランジスタ４４は、オンにされる。その結果、リレー４３のコイルに電流が流れて接点がオンにされる。これにより、図５に示したと同様の状態、即ち、発電機１０の出力端子、バッテリ２０の正電極及び負荷３０の入力端子が電気的に接続された状態になる。
【００３０】
その後、エンジンが始動されることにより、発電機１０は発電を開始する。即ち、発電機１０は、出力電流Ｉ_ＯＵＴを出力する。この出力電流Ｉ_ＯＵＴの一部は、充電電流Ｉ_ＢＡＴとしてバッテリ２０に供給され、他の一部は、負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤとして負荷３０に供給される。
【００３１】
この状態で、制御回路４０は、発電機１０から最大電流値Ｉ_ＭＡＸを、電流センサ４１から出力電流Ｉ_ＯＵＴの値を、それぞれ取り込み、最大電流値Ｉ_ＭＡＸと出力電流Ｉ_ＯＵＴの値とを比較する。この比較の結果、「出力電流Ｉ_ＯＵＴの値≦最大電流値Ｉ_ＭＡＸ」であることが判断されると、充電電流Ｉ_ＢＡＴと負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤとの総和が発電機１０が発生可能な最大電流値以下であることが認識され、制御回路４０は、リレー４３の接点をオン状態に維持する。
【００３２】
一方、上記比較の結果、「出力電流Ｉ_ＯＵＴの値＞最大電流値Ｉ_ＭＡＸ」であることが判断されると、図２（Ａ）に示す充電電流Ｉ_ＢＡＴと図２（Ｂ）に示す負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤとの総和が、図２（Ｃ）に示すように、発電機１０が発生可能な最大電流値を超えたことが認識され、制御回路４０は、リレー４３の接点をオフにする。即ち、制御回路４０は、低レベルの制御信号をトランジスタ４４のベースに供給することにより、該トランジスタ４４をオフにする。これにより、リレー４３の接点がオフにされる。
【００３３】
これにより、図２（Ａ）に示すように、充電電流Ｉ_ＢＡＴがゼロになる。そして、負荷３０に流れる負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤは変化しないが、出力電流Ｉ_ＯＵＴは、充電電流Ｉ_ＢＡＴがゼロになった分だけ減少し、負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤと同じ値になる。ここで、「負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤの値＜最大電流値Ｉ_ＭＡＸ」であれば、負荷３０へ流れる負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤは、発電機１０からの出力電流Ｉ_ＯＵＴでまかなうことができる。従って、発電機１０の出力電圧が低下することはない。
【００３４】
上記の状態において、大負荷がオフにされると、図２（Ｂ）に示すように、負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤが減少する。その結果、発電機１０の出力電流Ｉ_ＯＵＴも減少する。そして、図２（Ｃ）に示すように、出力電流Ｉ_ＯＵＴが所定レベル以下になると、制御回路４０は、図２（Ａ）に示すようにリレー４３の接点をオンにする。これにより、充電電流Ｉ_ＢＡＴが流れ、バッテリ２０の充電が開始される。この充電電流Ｉ_ＢＡＴの大きさは、時間の経過に連れてバッテリ２０の充電が進むことにより徐々に小さくなる。その結果、発電機１０の出力電流Ｉ_ＯＵＴも、図２（Ｃ）に示すように、徐々に小さくなる。
【００３５】
その後、図２（Ｂ）に示すように、大負荷がオンにされて「出力電流Ｉ_ＯＵＴの値≦最大電流値Ｉ_ＭＡＸ」になると、上述したと同様の動作でリレー４３が接点オフにされる。ここで、「負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤの値＞最大電流値Ｉ_ＭＡＸ」であれば、負荷３０へ流れる負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤは、発電機１０からの出力電流Ｉ_ＯＵＴでまかなうことができないので、発電機１０の出力電圧が低下する。その結果、整流器４２がターンオンし、図２（Ａ）に示すように、バッテリ２０からの放電電流が、発電機１０からの出力電流Ｉ_ＯＵＴと共に負荷３０に供給される。
【００３６】
この場合、バッテリ２０からの放電電流の値と発電機１０からの出力電流Ｉ_ＯＵＴの値との和が負荷３０を駆動するのに十分な値であれば、負荷３０を確実に駆動できる。仮に、上記和が負荷３０を駆動するのに不十分な値であれば負荷３０を確実に駆動できない事態が発生するが、従来の車両用電源装置に比べれば、そのような事態が発生する割合を減少させることができる。
【００３７】
その後、大負荷がオフにされると、上述したと同様に、リレー４３の接点がオンにされる。
【００３８】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る車両用電源装置によれば、発電機１０からバッテリ２０への充電電流Ｉ_ＢＡＴの値と負荷３０への負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤの値との総和が、発電機１０が発生可能な最大電流値Ｉ_ＭＡＸ以下の場合は、リレー４３の接点がオンにされる。従って、発電機１０からの出力電流Ｉ_ＯＵＴの一部は負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤとして負荷３０を駆動するために使用されると共に、他の一部は充電電流Ｉ_ＢＡＴとしてバッテリ２０を充電する使用される。
【００３９】
一方、上記総和が最大電流値Ｉ_ＭＡＸを超えた場合は、バッテリ２０へ流れる充電電流Ｉ_ＢＡＴが遮断されるので、負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤが発電機１０の最大電流値Ｉ_ＭＡＸ以下であれば、負荷３０に供給する電圧を下げずにこれを確実に駆動することができる。また、負荷電流Ｉ_ＬＯＡＤが発電機１０の最大電流値Ｉ_ＭＡＸを超えた場合には、負荷３０に供給する電圧は下がるが、負荷３０に電流を供給することができる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る車両用電源装置は、高電圧系統と低電圧系統といった２系統の電源を有する車両用電源装置である。
【００４１】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用電源装置の電気的な構成を示すブロック図である。この車両用電源装置は、高電圧系統と低電圧系統とから構成されている。
【００４２】
高電圧系統は、発電機１０、第１バッテリ２０、第１負荷３０、第１制御回路４０、第１電流センサ４１、第１整流器４２、第１リレー４３及び第１トランジスタ４４から構成されている。低電圧系統は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１、第２バッテリ２１、第２負荷３１、第２制御回路５０、第２電流センサ５１、第２整流器５２、第２リレー５３及び第２トランジスタ５４から構成されている。
【００４３】
この車両用電源装置の高電圧系統の構成において、発電機１０からの出力電流Ｉ_ＯＵＴ１は、負荷３０及び整流器４２のカソードに供給される他に、更に、ＤＣーＤＣコンバータ１１に供給される点を除き、上述した第１の実施の形態の構成と同じである。なお、第１バッテリ２０は、例えば４２ボルトといった高電圧の電力を蓄えて出力する蓄電池である。また、第１負荷３０は、例えばワイパー、パワーウインドウ等を駆動するためのモータといった高電圧で駆動される負荷から構成されている。
【００４４】
ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を第１負荷３０の一部と考えると、この車両用電源装置の高電圧系統の構成は、上述した第１の実施の形態に係る車両用電源装置の構成と同じであり、その動作も同じである。従って、上述した第１の実施の形態に係る車両用電源装置と同様の効果を奏する。
【００４５】
また、この車両用電源装置の低電圧系統の構成は、発電機１０の代わりにＤＣ−ＤＣコンバータ１１が使用されている点を除き、上述した第１の実施の形態の構成と同じである。なお、第２バッテリ２１は、例えば１４ボルトといった低電圧の電力を蓄えて出力する蓄電池である。第２負荷３１は、例えばヘッドライト、テールランプ、車内灯等のランプ類や点火プラグ等といった低電圧で駆動される負荷から構成されている。
【００４６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、本発明の電圧変換器に対応する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、発電機１０から４２ボルトで供給される直流電力を１４ボルトの直流電力に変換する。
【００４７】
ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を発電機と考えると、この車両用電源装置の低電圧系統の構成は、上述した第１の実施の形態に係る車両用電源装置の構成と同じであり、その動作も同じである。従って、上述した第１の実施の形態に係る車両用電源装置と同様の効果を奏する。
【００４８】
以上説明したように、第２の実施の形態に係る車両用電源装置によれば、発電機１０から第１バッテリ２０への充電電流Ｉ_ＢＡＴ１の値と、第１負荷３０及びＤＣ−ＤＣコンバータ１１への負荷電流Ｉ_{ＬＯＡＤ１}の値との総和が、発電機１０が発生可能な最大電流値Ｉ_ＭＡＸ１以下の場合は、第１リレー４３の接点がオンにされる。従って、発電機１０からの出力電流Ｉ_ＯＵＴ１の一部は負荷電流Ｉ_{ＬＯＡＤ１}として負荷３０及びＤＣ−ＤＣコンバータ１１を駆動するために使用されると共に、他の一部は充電電流Ｉ_ＢＡＴ１として第１バッテリ２０を充電するために使用される。
【００４９】
一方、上記総和が最大電流値Ｉ_ＭＡＸ１を超えた場合は、第１バッテリ２０へ流れる充電電流Ｉ_ＢＡＴ１が遮断されるので、負荷電流Ｉ_{ＬＯＡＤ１}が発電機１０の最大電流値Ｉ_ＭＡＸ１以下であれば、第１負荷３０及びＤＣ−ＤＣコンバータ１１に供給する電圧を下げずにこれらを確実に駆動することができる。また、負荷電流Ｉ_{ＬＯＡＤ１}が発電機１０の最大電流値Ｉ_ＭＡＸ１を超えた場合には、第１負荷３０及びＤＣ−ＤＣコンバータ１１に供給する電圧は下がるが、これらに電流を供給することができる。
【００５０】
同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１から第２バッテリ２１への充電電流Ｉ_ＢＡＴ２の値と、第２負荷３１への負荷電流Ｉ_{ＬＯＡＤ２}の値との総和が、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１が発生可能な最大電流値Ｉ_ＭＡＸ２以下の場合は、第２リレー５３の接点がオンにされる。従って、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１からの出力電流Ｉ_ＯＵＴ２の一部は負荷電流Ｉ_{ＬＯＡＤ２}として負荷３０を駆動するために使用されると共に、他の一部は充電電流Ｉ_ＢＡＴ２として第２バッテリ２１を充電するために使用される。
【００５１】
一方、上記総和が最大電流値Ｉ_ＭＡＸ２を超えた場合は、第２バッテリ２１へ流れる充電電流Ｉ_ＢＡＴ２が遮断されるので、負荷電流Ｉ_{ＬＯＡＤ２}がＤＣ−ＤＣコンバータ１１の最大電流値Ｉ_ＭＡＸ２以下であれば、第２負荷３１に供給する電圧を下げずにこれを確実に駆動することができる。また、負荷電流Ｉ_{ＬＯＡＤ２}がＤＣ−ＤＣコンバータ１１の最大電流値Ｉ_ＭＡＸ２を超えた場合には、第２負荷３１に供給する電圧は下がるが、第２負荷３１に電流を供給することができる。
【００５２】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１としては、充電電流Ｉ_ＢＡＴ２を考慮することなく、第２負荷３１の最大定格電流だけ考慮するればよいので、小容量のものを採用することができる。その結果、ＤＣ−ＤＣコンバータが低コストになるので車両用電源装置を低コストで構成できる。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、発電機からの出力電流値が該発電機で発生可能な最大電流値を超えたことが電流センサで検出された場合に、バッテリへの充電電流が遮断されるので、発電機からの出力電流は負荷にのみ供給される。従って、バッテリの蓄電量が低下した場合においても、該バッテリに大きな充電電流が流れることがないので、負荷を確実に駆動できる。
【００５４】
また、請求項２に記載の発明によれば、電流センサで検出された電流値が発電機で発生可能な最大電流値を超えていない場合は、開閉スイッチはオンにされることにより従来の車両用電源装置と同様に作用する一方、上記電流値が上記最大電流値を超えた場合は、開閉スイッチはオフにされることによりバッテリの蓄電量が低下したとしてもそれへの充電電流は遮断される。その結果、発電機は負荷にのみ電流を供給するので、電圧の低下を招くことなく負荷を確実に駆動できる。また、負荷の消費電流が更に大きくなって発電機の出力電圧が低下すると、発電機からの出力電流及びバッテリから整流器を介して出力される放電電流が負荷に供給されるので負荷を駆動できる。
【００５５】
また、請求項３に記載の発明によれば、発電機からの出力電流値が該発電機で発生可能な最大電流値を超えたことが第１電流センサで検出された場合に、第１バッテリへの充電電流が遮断されるので、発電機からの出力電流は第１負荷にのみ供給される。従って、第１バッテリの蓄電量が低下した場合においても、該第１バッテリに大きな充電電流が流れることがないので、第１負荷を確実に駆動できる。同様に、電圧変換器からの出力電流値が該電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えたことが第２電流センサで検出された場合に、第２バッテリへの充電電流が遮断されるので、電圧変換器からの出力電流は第２負荷にのみ供給される。従って、第２バッテリの蓄電量が低下した場合においても、該第２バッテリに大きな充電電流が流れることがないので、第２負荷を確実に駆動できる。
【００５６】
また、請求項４に記載の発明によれば、第１電流センサで検出された電流値が発電機で発生可能な最大電流値を超えていない場合は、第１開閉スイッチはオンにされるので従来の車両用電源装置と同様に作用する一方、上記電流値が上記最大電流値を超えた場合は、第１開閉スイッチはオフにされるので、第１バッテリの蓄電量が低下したとしても該第１バッテリへの充電電流は遮断される。その結果、発電機は第１負荷及び電圧変換器にのみ電流を供給するので、電圧の低下を招くことなく第１負荷を確実に駆動できる。また、第１負荷の消費電流が更に大きくなって発電機の出力電圧が低下すると、発電機からの出力電流及び第１バッテリから第１整流器を介して出力される放電電流が第１負荷に供給されるので、第１負荷を駆動できる。
【００５７】
同様に、第２電流センサで検出された電流値が電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えていない場合は、第２開閉スイッチはオンにされるので従来の車両用電源装置と同様に作用する一方、上記電流値が上記最大電流値を超えた場合は、第２開閉スイッチはオフにされるので、第２バッテリの蓄電量が低下したとしても該第２バッテリへの充電電流は遮断される。その結果、電圧変換器は第２負荷にのみ電流を供給するので、電圧の低下を招くことなく第２負荷を確実に駆動できる。また、第２負荷の消費電流が更に大きくなって電圧変換器の出力電圧が低下すると、電圧変換器からの出力電流及び第２バッテリから第２整流器を介して出力される放電電流が第２負荷に供給されるので第２負荷を駆動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用電源装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した車両用電源装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る車両用電源装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図４】従来の車両用電源装置を説明するための図である。
【図５】従来の他の車両用電源装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１０発電機
１１ＤＣ−ＤＣコンバータ
２０バッテリ、第１バッテリ
２１第２バッテリ
３０負荷、第１負荷
３１第２負荷
４０制御回路、第１制御回路
４１電流センサ、第１電流センサ
４２整流器、第１整流器
４３リレー、第１リレー
４４トランジスタ、第１トランジスタ
５０第２制御回路
５１第２電流センサ
５２第２整流器
５３第２リレー
５４第２トランジスタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle power supply device, and more particularly to a technique for driving a load reliably.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a power supply device for a vehicle, a device that supplies power to a load 30 by using a generator 10 and a battery 20 together as shown in FIG. 4 is known. In this vehicle power supply device, the output current I from the generator 10 is usually _OUT Is the charging current I flowing to the battery 20 _BAT And load current I flowing to the load 30 _LOAD And are supplied to the battery 20 and the load 30, respectively.
[0003]
In recent years, attempts have been made to increase power supply efficiency by increasing the power supply voltage. However, for example, there is a load that is more advantageous to drive at a low voltage as in the past, such as a lamp. Therefore, a vehicle power supply device having two power sources, a high voltage system and a low voltage system, has been developed. An example of such a vehicle power supply device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-278535.
[0004]
FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of the vehicle power supply device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-278535. This vehicle power supply device includes a generator 10, a first battery 20 for high voltage, a first load 30 for high voltage, a DC-DC converter 11, a second battery 21 for low voltage, and a second battery for low voltage. It consists of a load 31.
[0005]
The generator 10 generates high-voltage DC power, such as 42 volts. Output current I from this generator 10 _OUT1 Is the charging current I flowing to the first battery 20 _BAT1 And the load current I flowing to the DC-DC converter 11 and the first load 30 _LOAD1 And are supplied to the first battery 20, the DC-DC converter 11, and the first load 30, respectively. The DC-DC converter 11 converts the high voltage of 42 volts supplied from the generator 10 into a low voltage such as 14 volts. Output current I from the DC-DC converter 11 _OUT2 Is the charging current I flowing to the second battery 21 _BAT2 And the load current I flowing to the second load 31 _LOAD2 And are supplied to the second battery 21 and the second load 31, respectively.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the vehicular power supply device shown in FIG. 4, the charging current I flowing to the battery 20 when the stored amount of the battery 20 decreases. _BAT Is very large. Even in this case, the generator 10 supplies the load 30 with the load current I. _LOAD Supply. Therefore, the charging current I flowing to the battery 20 _BAT And load current I flowing to the load 30 _LOAD A state in which the sum of the values exceeds the maximum current value that can be generated by the generator 10 occurs. If it will be in such a state, the output voltage of the generator 10 will fall, and when the load 30 is a lamp | ramp, for example, the illumination intensity by the lamp | ramp will fall. In order to avoid this problem, the output current I of the generator 10 _OUT It is necessary to increase the engine speed so as to increase the engine speed.
[0007]
In the vehicular power supply apparatus having two power sources shown in FIG. 5, the same problem as described above occurs when the amount of power stored in the first battery 20 and the second battery 21 decreases. Further, as the DC-DC converter 11, not only the maximum rated current of the second load 31 but also the charging current I _BAT2 It is necessary to adopt a large capacity considering the For this reason, there is a problem in that the cost of the DC-DC converter increases, and consequently the cost of the vehicle power supply device increases.
[0008]
The present invention has been made to solve such various problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle power supply device that can reliably drive a load even when the amount of power stored in the battery is reduced. is there.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is charged by a generator that generates electric power, a load to which electric power output from the generator is supplied, and electric power output from the generator. A battery that supplies the charged power to the load, a current sensor that detects a current value output from the generator, and a maximum current that can be generated by the generator from the current value detected by the current sensor And a control means for cutting off the charging current to the battery when the value is exceeded.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, when the current sensor detects that the output current value from the generator exceeds the maximum current value that can be generated by the generator, the charging current to the battery is Since it is interrupted, the output current from the generator is supplied only to the load. Therefore, even when the storage amount of the battery decreases, a large charging current does not flow through the battery, so that the load can be driven reliably.
[0011]
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the control means includes a rectifier disposed between the generator and the battery, and an open / close connected in parallel to the rectifier. A switch, and when the current value detected by the current sensor exceeds a maximum current value that can be generated by the generator, the charging current to the battery is cut off by turning off the open / close switch. It is configured.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, when the current value detected by the current sensor does not exceed the maximum current value that can be generated by the generator, the open / close switch is turned on, so that the rectifier is short-circuited. It becomes the same as the state and operates in the same manner as a conventional vehicle power supply device. On the other hand, when the current value detected by the current sensor exceeds the maximum current value that can be generated by the generator, the open / close switch is turned off. Is cut off. As a result, since the generator supplies current only to the load, the load can be reliably driven without causing a voltage drop. In addition, when the current consumption of the load further increases and the output voltage of the generator decreases, not only the output current from the generator but also the discharge current output from the battery via the rectifier is supplied to the load. Can be driven.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, a generator that generates electric power, a first load that is supplied with electric power output from the generator, and electric power that is output from the generator are charged. A first battery that supplies the first load to the first load; a first current sensor that detects a current value output from the generator; and a current value detected by the first current sensor is generated in the generator. First control means for cutting off a charging current to the first battery when a maximum possible current value is exceeded, a voltage converter for converting an output voltage from the generator into another voltage, and the voltage converter A second load supplied with power output from the voltage converter, a second battery charged with the power output from the voltage converter, and supplying the charged power to the second load, and output from the voltage converter Second power to detect the current value And a second control means for cutting off a charging current to the second battery when a current value detected by the second current sensor exceeds a maximum current value that can be generated by the voltage converter. It is characterized by that.
[0014]
According to the invention described in claim 3, when the first current sensor detects that the output current value from the generator exceeds the maximum current value that can be generated by the generator, the first battery is supplied. Therefore, the output current from the generator is supplied only to the first load. Therefore, even when the amount of electricity stored in the first battery decreases, a large charging current does not flow through the first battery, so that the first load can be reliably driven. Similarly, when the second current sensor detects that the output current value from the voltage converter exceeds the maximum current value that can be generated by the voltage converter, the charging current to the second battery is cut off. Therefore, the output current from the voltage converter is supplied only to the second load. Therefore, even when the amount of power stored in the second battery decreases, a large charging current does not flow through the second battery, so that the second load can be reliably driven.
[0015]
Further, the invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the first control means includes a first rectifier disposed between the generator and the first battery, and the first control unit. A first open / close switch connected in parallel to the rectifier, and when the current value detected by the first current sensor exceeds a maximum current value that can be generated by the generator, the first open / close switch is turned off. The charging current to the first battery is cut off, and the second control means includes a second rectifier disposed between the voltage converter and the second battery, and the second rectifier. A second open / close switch connected in parallel with the second open / close switch, and when the current value detected by the second current sensor exceeds a maximum current value that can be generated by the voltage converter, the second open / close switch is turned off. To the second battery Characterized by interrupting the charging current.
[0016]
According to the fourth aspect of the present invention, when the current value detected by the first current sensor does not exceed the maximum current value that can be generated by the generator, the first opening / closing switch is turned on, so It becomes the same as the state where 1 rectifier is short-circuited, and acts in the same manner as a conventional vehicle power supply device. On the other hand, if the current value detected by the first current sensor exceeds the maximum current value that can be generated by the generator, the first open / close switch is turned off. The charging current to the first battery is cut off. As a result, since the generator supplies current only to the first load and the voltage converter, the first load can be reliably driven without causing a voltage drop. Further, when the current consumption of the first load is further increased and the output voltage of the generator is reduced, not only the output current from the generator but also the discharge current output from the first battery via the first rectifier is first. Since it is supplied to the load, the first load can be reliably driven.
[0017]
Similarly, when the current value detected by the second current sensor does not exceed the maximum current value that can be generated by the voltage converter, the second open / close switch is turned on, so that the second rectifier is short-circuited. It becomes the same and acts similarly to the conventional power supply device for vehicles. On the other hand, if the current value detected by the second current sensor exceeds the maximum current value that can be generated by the voltage converter, the second open / close switch is turned off. The charging current to the second battery is cut off. As a result, since the voltage converter supplies current only to the second load, the second load can be reliably driven without causing a voltage drop. Further, when the current consumption of the second load further increases and the output voltage of the voltage converter decreases, not only the output current from the voltage converter but also the discharge current output from the second battery via the second rectifier Since the second load is supplied, the second load can be reliably driven.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same component as the component of the vehicle power supply device demonstrated in the column of the prior art, and an equivalent part.
[0019]
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of the vehicle power supply device according to the first embodiment of the present invention. The vehicle power supply device includes a generator 10, a battery 20, a load 30, a control circuit 40, a current sensor 41, a rectifier 42, a relay 43, and a transistor 44.
[0020]
The generator 10 is driven by the rotation of an engine (not shown) to generate DC power. The DC power generated by the generator 10 is supplied to the load 30 and the cathode of the rectifier 42. Output current I from this generator 10 _OUT Part of the charging current I _BAT Is supplied to the battery 20 via the relay 43. Another part is the load current I _LOAD Is supplied to the load 30. The generator 10 also has a maximum current value I representing the maximum current that can be generated at the engine speed at that time. _MAX Is supplied to the control circuit 40.
[0021]
The battery 20 is a storage battery that stores and outputs DC power. The positive electrode of the battery 20 is connected to the anode of the rectifier 42, and the negative electrode is grounded. The battery 20 has a charging current I supplied from the generator 10 via the relay 43. _BAT Is charged. The discharge current output from the battery 20 via the relay 43 or the rectifier 42 is supplied to the load 30.
[0022]
The load 30 is composed of lamps such as headlights, tail lamps, and interior lights, spark plugs, and the like. The load 30 has an output current I from the generator 10. _OUT And a discharge current supplied from the battery 20 via the relay 43 or the rectifier 42.
[0023]
When the relay 43 is turned off, the rectifier 42 is turned on when the output potential of the generator 10 is lower than the potential of the positive electrode of the battery 20, that is, when the output voltage of the generator 10 is reduced. Is supplied to the load 30. On the other hand, when the output potential of the generator 10 is higher than the potential of the positive electrode of the battery 20, that is, when the output voltage of the generator 10 does not decrease, the turn-off is performed and the discharge current from the battery 20 is cut off.
[0024]
The relay 43 is provided in parallel to the rectifier 42 so as to form a charging path from the generator 10 to the battery 20. That is, one terminal of the relay 43 is connected to the cathode of the rectifier 42 and the other terminal is connected to the anode of the rectifier 42. The opening and closing of the relay 43 is controlled by a relay drive signal supplied to its control terminal. The control terminal of the relay 43 is connected to the collector of the transistor 44.
[0025]
The transistor 44 generates the relay drive signal. As described above, the collector of the transistor 44 is connected to the control terminal of the relay 43, the emitter is grounded, and the gate is connected to the control circuit 40. The transistor 44 is turned on or off in response to a control signal from the control circuit 40.
[0026]
The control circuit 40 controls the operation of the vehicle power supply device (details will be described later). In addition to the transistor 44, the current sensor 41 and the generator 10 are connected to the control circuit 40.
[0027]
The current sensor 41 is provided in the vicinity of the output terminal of the generator 10 and outputs current I from the generator 10. _OUT The value of is detected. In addition, as described above, the maximum current value I generated by the generator 10 _MAX Is also supplied to the control circuit 40.
[0028]
Next, the operation of the vehicular power supply apparatus according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the timing chart shown in FIG.
[0029]
First, when an ignition switch (not shown) is turned on, the control circuit 40 supplies a high-level control signal to the base of the transistor 44. Thereby, the transistor 44 is turned on. As a result, a current flows through the coil of the relay 43 and the contact is turned on. Thereby, the state similar to that shown in FIG. 5, that is, the output terminal of the generator 10, the positive electrode of the battery 20, and the input terminal of the load 30 are electrically connected.
[0030]
Thereafter, when the engine is started, the generator 10 starts power generation. That is, the generator 10 generates an output current I _OUT Is output. This output current I _OUT Part of the charging current I _BAT Is supplied to the battery 20 and the other part is the load current I _LOAD Is supplied to the load 30.
[0031]
In this state, the control circuit 40 receives the maximum current value I from the generator 10. _MAX Output current I from the current sensor 41 _OUT Each value, and the maximum current value I _MAX And output current I _OUT Compare the value of. As a result of this comparison, “output current I _OUT Value ≦ maximum current value I _MAX Is determined, the charging current I _BAT And load current I _LOAD And the control circuit 40 maintains the contact of the relay 43 in the ON state.
[0032]
On the other hand, as a result of the comparison, “output current I _OUT Value> maximum current value I _MAX Is determined, the charging current I shown in FIG. _BAT And the load current I shown in FIG. _LOAD 2C, the control circuit 40 turns off the contact of the relay 43 when it is recognized that the total current exceeds the maximum current value that can be generated by the generator 10. That is, the control circuit 40 turns off the transistor 44 by supplying a low-level control signal to the base of the transistor 44. Thereby, the contact of the relay 43 is turned off.
[0033]
As a result, as shown in FIG. _BAT Becomes zero. And the load current I flowing through the load 30 _LOAD Does not change, but the output current I _OUT Is the charging current I _BAT Decreases by the amount that becomes zero, and the load current I _LOAD The same value as Here, “load current I _LOAD Value <maximum current value I _MAX ”, The load current I flowing to the load 30 _LOAD Is the output current I from the generator 10 _OUT It can be covered. Therefore, the output voltage of the generator 10 does not decrease.
[0034]
In the above state, when the heavy load is turned off, as shown in FIG. _LOAD Decrease. As a result, the output current I of the generator 10 _OUT Also decreases. Then, as shown in FIG. 2C, the output current I _OUT Is equal to or lower than a predetermined level, the control circuit 40 turns on the contact of the relay 43 as shown in FIG. Thereby, the charging current I _BAT And charging of the battery 20 is started. This charging current I _BAT Is gradually reduced as the charging of the battery 20 proceeds with time. As a result, the output current I of the generator 10 _OUT Also, as shown in FIG.
[0035]
After that, as shown in FIG. 2 (B), the large load is turned on and “output current I _OUT Value ≦ maximum current value I _MAX ”, The relay 43 is turned off by the same operation as described above. Here, “load current I _LOAD Value> maximum current value I _MAX ”, The load current I flowing to the load 30 _LOAD Is the output current I from the generator 10 _OUT Therefore, the output voltage of the generator 10 decreases. As a result, the rectifier 42 is turned on, and the discharge current from the battery 20 is changed to the output current I from the generator 10 as shown in FIG. _OUT At the same time, it is supplied to the load 30.
[0036]
In this case, the value of the discharge current from the battery 20 and the output current I from the generator 10 _OUT The load 30 can be reliably driven if the sum of the value and the value is sufficient to drive the load 30. If the sum is insufficient to drive the load 30, a situation in which the load 30 cannot be reliably driven occurs. However, the percentage of such a situation occurs as compared with the conventional vehicle power supply device. Can be reduced.
[0037]
Thereafter, when the heavy load is turned off, the contact of the relay 43 is turned on as described above.
[0038]
As described above, according to the vehicle power supply device of the first embodiment, the charging current I from the generator 10 to the battery 20 is _BAT Value and load current I to load 30 _LOAD Is the maximum current value I that the generator 10 can generate. _MAX In the following cases, the contact of the relay 43 is turned on. Therefore, the output current I from the generator 10 _OUT Part of the load current I _LOAD And the other part is used to drive the load 30 as well as the charging current I _BAT Is used to charge the battery 20.
[0039]
On the other hand, the above sum is the maximum current value I _MAX Exceeds the charging current I flowing to the battery 20 _BAT Is cut off, so the load current I _LOAD Is the maximum current value I of the generator 10 _MAX If it is below, this can be reliably driven without lowering the voltage supplied to the load 30. Also, the load current I _LOAD Is the maximum current value I of the generator 10 _MAX However, the voltage supplied to the load 30 decreases, but current can be supplied to the load 30.
[0040]
(Second Embodiment)
The vehicular power supply device according to the second embodiment of the present invention is a vehicular power supply device having two power supplies such as a high voltage system and a low voltage system.
[0041]
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the vehicle power supply device according to the second embodiment of the present invention. This vehicle power supply device is composed of a high voltage system and a low voltage system.
[0042]
The high voltage system includes a generator 10, a first battery 20, a first load 30, a first control circuit 40, a first current sensor 41, a first rectifier 42, a first relay 43, and a first transistor 44. . The low voltage system includes a DC-DC converter 11, a second battery 21, a second load 31, a second control circuit 50, a second current sensor 51, a second rectifier 52, a second relay 53, and a second transistor 54. ing.
[0043]
In the configuration of the high-voltage system of the vehicle power supply device, the output current I from the generator 10 is _OUT1 Is the same as the configuration of the first embodiment described above except that it is supplied to the DC-DC converter 11 in addition to being supplied to the load 30 and the cathode of the rectifier 42. The first battery 20 is a storage battery that stores and outputs high-voltage power such as 42 volts. The first load 30 is composed of a load driven at a high voltage such as a motor for driving a wiper, a power window, or the like.
[0044]
Here, assuming that the DC-DC converter 11 is a part of the first load 30, the configuration of the high-voltage system of the vehicle power supply device is the same as the configuration of the vehicle power supply device according to the first embodiment described above. The operation is the same. Therefore, the same effects as those of the vehicle power supply device according to the first embodiment described above can be obtained.
[0045]
The configuration of the low-voltage system of the vehicle power supply device is the same as that of the first embodiment described above except that a DC-DC converter 11 is used instead of the generator 10. The second battery 21 is a storage battery that stores and outputs low-voltage power, such as 14 volts. The second load 31 is composed of a load driven at a low voltage, such as lamps such as a headlight, a tail lamp, and an interior lamp, and a spark plug.
[0046]
The DC-DC converter 11 corresponds to the voltage converter of the present invention. The DC-DC converter 11 converts the DC power supplied from the generator 10 at 42 volts into the DC power of 14 volts.
[0047]
Here, when the DC-DC converter 11 is considered as a generator, the configuration of the low-voltage system of the vehicle power supply device is the same as the configuration of the vehicle power supply device according to the first embodiment described above. The operation is the same. Therefore, the same effects as those of the vehicle power supply device according to the first embodiment described above can be obtained.
[0048]
As described above, according to the vehicular power supply apparatus according to the second embodiment, the charging current I from the generator 10 to the first battery 20 is _BAT1 And the load current I to the first load 30 and the DC-DC converter 11 _LOAD1 Is the maximum current value I that the generator 10 can generate. _MAX1 In the following cases, the contact of the first relay 43 is turned on. Therefore, the output current I from the generator 10 _OUT1 Part of the load current I _LOAD1 As well as the load 30 and the DC-DC converter 11 and the other part is the charging current I _BAT1 Used to charge the first battery 20.
[0049]
On the other hand, the above sum is the maximum current value I _MAX1 Is exceeded, the charging current I flowing to the first battery 20 _BAT1 Is cut off, so the load current I _LOAD1 Is the maximum current value I of the generator 10 _MAX1 If it is below, these can be reliably driven without lowering the voltage supplied to the first load 30 and the DC-DC converter 11. Also, the load current I _LOAD1 Is the maximum current value I of the generator 10 _MAX1 However, the voltage supplied to the first load 30 and the DC-DC converter 11 decreases, but current can be supplied to them.
[0050]
Similarly, the charging current I from the DC-DC converter 11 to the second battery 21 _BAT2 And the load current I to the second load 31 _LOAD2 Is the maximum current value I that the DC-DC converter 11 can generate. _MAX2 In the following cases, the contact of the second relay 53 is turned on. Therefore, the output current I from the DC-DC converter 11 _OUT2 Part of the load current I _LOAD2 And the other part is used to drive the load 30 as well as the charging current I _BAT2 Is used to charge the second battery 21.
[0051]
On the other hand, the above sum is the maximum current value I _MAX2 Exceeds the charging current I flowing to the second battery 21 _BAT2 Is cut off, so the load current I _LOAD2 Is the maximum current value I of the DC-DC converter 11 _MAX2 If it is below, this can be reliably driven without lowering the voltage supplied to the second load 31. Also, the load current I _LOAD2 Is the maximum current value I of the DC-DC converter 11 _MAX2 However, the voltage supplied to the second load 31 decreases, but a current can be supplied to the second load 31.
[0052]
Further, as the DC-DC converter 11, the charging current I _BAT2 Since it is sufficient to consider only the maximum rated current of the second load 31 without considering the above, it is possible to adopt a small capacity. As a result, since the cost of the DC-DC converter is reduced, the vehicle power supply device can be configured at a lower cost.
[0053]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, when the current sensor detects that the output current value from the generator exceeds the maximum current value that can be generated by the generator, Since the charging current to the battery is cut off, the output current from the generator is supplied only to the load. Therefore, even when the storage amount of the battery decreases, a large charging current does not flow through the battery, so that the load can be driven reliably.
[0054]
According to the second aspect of the present invention, when the current value detected by the current sensor does not exceed the maximum current value that can be generated by the generator, the open / close switch is turned on to turn on the conventional vehicle. On the other hand, if the current value exceeds the maximum current value, the open / close switch is turned off, and the charge current to the battery is cut off even if the battery charge level decreases. The As a result, since the generator supplies current only to the load, the load can be reliably driven without causing a voltage drop. Further, when the current consumption of the load further increases and the output voltage of the generator decreases, the load can be driven because the output current from the generator and the discharge current output from the battery via the rectifier are supplied to the load.
[0055]
According to the invention of claim 3, when the first current sensor detects that the output current value from the generator exceeds the maximum current value that can be generated by the generator, the first battery Since the charging current is interrupted, the output current from the generator is supplied only to the first load. Therefore, even when the amount of electricity stored in the first battery decreases, a large charging current does not flow through the first battery, so that the first load can be reliably driven. Similarly, when the second current sensor detects that the output current value from the voltage converter exceeds the maximum current value that can be generated by the voltage converter, the charging current to the second battery is cut off. Therefore, the output current from the voltage converter is supplied only to the second load. Therefore, even when the amount of power stored in the second battery decreases, a large charging current does not flow through the second battery, so that the second load can be reliably driven.
[0056]
According to the fourth aspect of the present invention, when the current value detected by the first current sensor does not exceed the maximum current value that can be generated by the generator, the first opening / closing switch is turned on. While acting in the same manner as a conventional vehicle power supply device, when the current value exceeds the maximum current value, the first open / close switch is turned off, so that even if the amount of power stored in the first battery is reduced, The charging current to the first battery is interrupted. As a result, since the generator supplies current only to the first load and the voltage converter, the first load can be reliably driven without causing a voltage drop. When the current consumption of the first load is further increased and the output voltage of the generator is lowered, the output current from the generator and the discharge current output from the first battery via the first rectifier are supplied to the first load. Therefore, the first load can be driven.
[0057]
Similarly, when the current value detected by the second current sensor does not exceed the maximum current value that can be generated by the voltage converter, the second open / close switch is turned on, so that it is similar to the conventional vehicle power supply device. On the other hand, when the current value exceeds the maximum current value, the second open / close switch is turned off, so that the charging current to the second battery is cut off even if the charge amount of the second battery decreases. Is done. As a result, since the voltage converter supplies current only to the second load, the second load can be reliably driven without causing a voltage drop. Further, when the current consumption of the second load is further increased and the output voltage of the voltage converter is lowered, the output current from the voltage converter and the discharge current output from the second battery via the second rectifier are the second load. So that the second load can be driven.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a vehicle power supply device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the vehicle power supply device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of a vehicle power supply device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a conventional vehicle power supply device;
FIG. 5 is a diagram for explaining another conventional vehicle power supply device;
[Explanation of symbols]
10 Generator
11 DC-DC converter
20 battery, first battery
21 Second battery
30 load, 1st load
31 Second load
40 control circuit, first control circuit
41 Current sensor, first current sensor
42 Rectifier, first rectifier
43 Relay, 1st relay
44 transistor, first transistor
50 Second control circuit
51 Second current sensor
52 Second rectifier
53 Second Relay
54 Second transistor

Claims

A generator for generating electric power;
A load to which power output from the generator is supplied;
A battery that is charged with power output from the generator and supplies the charged power to the load;
A current sensor for detecting a current value output from the generator;
Control means for cutting off a charging current to the battery when a current value detected by the current sensor exceeds a maximum current value that can be generated by the generator;
A vehicle power supply apparatus comprising:

The control means includes
A rectifier disposed between the generator and the battery;
An open / close switch connected in parallel to the rectifier,
The charging current to the battery is cut off by turning off the open / close switch when a current value detected by the current sensor exceeds a maximum current value that can be generated by the generator. The vehicle power supply device according to 1.

A generator for generating electric power;
A first load to which power output from the generator is supplied;
A first battery that is charged with power output from the generator and supplies the charged power to the first load;
A first current sensor for detecting a current value output from the generator;
First control means for cutting off a charging current to the first battery when a current value detected by the first current sensor exceeds a maximum current value that can be generated by the generator;
A voltage converter for converting the output voltage from the generator into another voltage;
A second load to which power output from the voltage converter is supplied;
A second battery charged with power output from the voltage converter and supplying the charged power to the second load;
A second current sensor for detecting a current value output from the voltage converter;
And a second control means for cutting off a charging current to the second battery when a current value detected by the second current sensor exceeds a maximum current value that can be generated by the voltage converter. A vehicle power supply device.

The first control means includes
A first rectifier disposed between the generator and the first battery;
A first open / close switch connected in parallel to the first rectifier;
When the current value detected by the first current sensor exceeds the maximum current value that can be generated by the generator, the charging current to the first battery is cut off by turning off the first open / close switch. ,
The second control means includes
A second rectifier disposed between the voltage converter and the second battery;
A second open / close switch connected in parallel to the second rectifier,
When the current value detected by the second current sensor exceeds the maximum current value that can be generated by the voltage converter, the charging current to the second battery is cut off by turning off the second open / close switch. The vehicle power supply device according to claim 3.