JP5197295B2

JP5197295B2 - 車載電源システム

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Publication number: JP5197295B2
Application number: JP2008265925A
Authority: JP
Inventors: 清森本
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2028-10-15
Also published as: JP2010098801A

Description

この発明は、アイドルストップ車の車載電源システムに関し、詳しくは、充電受入性能が高く、アイドルストップのエンジンの再始動に使用される車載バッテリ（いわゆる補助バッテリ）の充電の改善に関する。

一般に、アイドルストップ車は、走行停止状態でブレーキペダルが踏み続けられる信号待ちの間等にはエンジンを停止し、信号が赤から青に変化する等してキースイッチ（メインスイッチ）をスタート位置へ操作するか、又は、ブレーキペダルを開放することによって、エンジンを再始動することをくり返す。この場合、アイドルストップ中に消費されるエネルギを走行中の発電で賄うことができないため、車両に従来からの例えば１２Ｖの鉛蓄電池等の車載バッテリ（主バッテリ）だけでなく、充電受入性能および深放電耐性が鉛蓄電池等より高いニッケル水素電池等の車載バッテリ（補助バッテリ）も搭載し、２種類の車載バッテリを切り替えてアイドルストップ中及び再始動時の電気負荷を駆動することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、２種類の車載バッテリを搭載した従来のアイドルストップ車の車載電源システムには、例えば図６に示すように構成されたものがある。

図６において、１００は１２Ｖの鉛蓄電池からなる車載バッテリ（主バッテリ）であり、負荷給電路１１０のヒューズ１１１を介してヘッドランプやエアコン等の車内の１２Ｖの各種の電気負荷１２０に給電する。

１３０は例えばニッケル水素電池からなる車載バッテリ（補助バッテリ）であり、アイドルストップ状態からのエンジン再始動時にはスタータ電源切り替えリレー１４０を介してスタータ１５０に給電する。１６０は車載バッテリ１３０の入出力調整器としての双方向のスイッチングレギュレータであり、図７に示すように、マイクロコンピュータ構成の４モード制御のＤＣ／ＤＣコントローラ１６１と、このコントローラ１６１によりスイッチング制御される複数個のＦＥＴ１６２および平滑用のリアクタ１６３のブリッジ回路とを備える。そして、スイッチングレギュレータ１６０は、車載バッテリ１３０の状態および負荷給電路１１０の電圧状態等に基づき、コントローラ１６１の制御によって昇圧の充電／放電、降圧の充電／放電の４つのモードのいずれかで動作し、各ＦＥＴ１６２をスイッチング動作して車載バッテリ１３０の負荷給電路１１０を介した充放電を制御する。なお、図６において、車載バッテリ１３０の充電路は実線矢印で示し、放電路は破線矢印で示す。

図６の１７０は車両のキースイッチ（メインスイッチ）であり、イグニッションオンによりイグニッション接点１７１がオンし、スタート（始動）位置によりスタート接点１７２がオンする。１８０はエンジンを含む車両全体を制御するマイクロコンピュータ構成の車両制御ＥＣＵであり、接点１７１、１７２の接点信号の変化等から、エンジンの始動および再始動を認識すると、スタータ電源の切替信号ＳＷ、スタート信号ＳＳを発生する。切替信号ＳＷは、冷間始動時を除き、スタータ電源切り替えリレー１４０を車載バッテリ１００の選択接点ｍから車載バッテリ１３０の選択接点ｓに切り替える。スタート信号ＳＳは、シフトレバー（図示せず）がパーキング又はニュートラルのポジションでスイッチ２００がオン（閉）していることにより、スタータリレー１９０のコイル１９１を通電し、スタータリレー１９０の接点１９２を閉じてスタータ１５０を励磁駆動する。

２１０はレギュレータ付きのオルタネータであり、車両制御ＥＣＵ１８０と情報をやり取りするマイクロコンピュータ構成の制御回路２１１の制御に基づきエンジンに軸着された発電機部２１２がエンジン出力に応じたＵ、Ｖ、Ｗの三相交流を発電し、その発電出力を複数個のダイオードＤの三相フルブリッジに形成されたレクチファイア２１３に供給して全波整流し、エンジン動作中に、レクチファイア２１３の出力を、車載バッテリ１００に直接給電するとともにスイッチングレギュレータ１６０を介して車載バッテリ１３０に給電し、車載バッテリ１００、１３０を充電する。なお、図６の２２０は制御回路２１１により点消灯制御される充電異常報知用の充電警報灯である。

そして、鉛蓄電池の車載バッテリ１００は、短期放電性能が高く、かつ、長期保管の自己放電は少ないが、充電受入性能が低く、充電に時間を要する。ニッケル水素電池の車載バッテリ１３０は、充電受入性能および深放電耐性が鉛蓄電池より高く、短時間で充電できる。

そのため、図６の車載電源システムの場合、駐車状態等からの冷間始動時は、イグニッションオンの操作により、スタータ電源切り替えリレー１４０を車載バッテリ１００の選択接点ｍに保持し、車載バッテリ１００によってスタータ１５０駆動し、エンジンを始動するが、その後のアイドルストップによるエンジンの再始動時（温間始動時）は、スタータ電源切り替えリレー１４０を車載バッテリ１３０の選択接点ｓに切り替え、車載バッテリ１３０によってスタータ１５０を駆動し、エンジンを始動する。

そして、始動後の車両走行中には、加速や減速のエンジン出力に基づくレクチファイア２１３の整流出力を車載バッテリ１００に給電して車載バッテリ１００を充電するとともに、レクチファイア２１３の整流出力をスイッチングレギュレータ１６０により電圧調整して車載バッテリ１３０に給電し、車載バッテリ１３０も充電する。

このとき、充電受入性能が高い車載バッテリ１３０は、つぎのアイドルストップのエンジン再始動までの短時間で満充電状態に充電され、つぎのアイドルストップ中の電気負荷１２０の給電及びエンジン再始動のスタータ給電に備える。
特開２００４−１５０３５４号公報（例えば、段落［０００４］、［００１７］−［００１８］、図１等）

前記図６の従来システムの場合、車載バッテリ１３０の充電受入性能および深放電耐性が高い利点を生かすため、オルタネータ２１０のレクチファイア２１３の低電圧の整流出力を入出力調整器としての双方向のスイッチングレギュレータ１６０で昇圧して車載バッテリ１３０を高電圧に充電し、車載バッテリ１３０の出力（放電エネルギ）をアイドルストップ中の電気負荷１２０の給電及びアイドルストップからのエンジン再始動のスタータ給電に優先的に使用している。この場合、レクチファイア２１３からスイッチングレギュレータ１６０までの充電伝送路は低電圧かつ高電流であり、損失が多い。そのため、車載バッテリ１３０の充電効率が低下する。また、前記充電伝送路の配線径を大きくしなければならず、コストアップを招来する。加えて、スイッチングレギュレータ１６０での昇圧に伴う損失も発生する。

また、車載バッテリ１３０の充電時および放電時（負荷給電時）に電圧降下の要因となるレクチファイア２１３のダイオードＤやスイッチングレギュレータ１６０のＦＥＴ１６２等の素子を充電電流や放電電流が通り、充電電流や放電電流の素子の通過回数が多く（４〜５回程度）、その分、損失がさらに大きくなるとともに、充放電路の故障確率が高くなって信頼性が低下する。

さらに、冷間始動時のスタータ給電を車載バッテリ１００の出力で行うが、アイドルストップのエンジン再始動のスタータ給電を車載バッテリ１３０の出力でも行うため、インピーダンスの低いスタータ電源切り替えリレー１４０を要し、それぞれの配線を太くする必要がある上、部品数が多くなるとともに製造作業が煩雑になる。

その上、オルタネータ２１０のレクチファイア容量を車載バッテリ１００、１３０の充電とその充放電損失を賄う大容量にしなければならず、そのコストアップする問題もある。

本発明は、充電受入性能が高くアイドルストップのエンジン再始動のスタータ給電に使用される車載バッテリの充電が安価な構成で効率よく行えるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の車載電源システムは、アイドルストップ車の車載電源システムにおいて、エンジン出力により発電した交流を整流して出力するオルタネータと、前記オルタネータの出力により充電される第１の車載バッテリと、前記オルタネータが発電した交流の相間電圧または単相電圧の出力をｎ倍（ｎは２以上の整数）電圧整流する整流器と、前記第１の車載バッテリより充電受入性能が高く、前記整流器の出力により充電される第２の車載バッテリと、前記第２の車載バッテリから取り出す出力を前記第１の車載バッテリより高い電圧に降圧調整する出力調整器とを備え、前記第１の車載バッテリの出力および前記出力調整器を介した前記第２の車載バッテリの出力を前記エンジンのスタータを含む車両負荷に並列給電することを特徴としている（請求項１）。

請求項１の本発明の車載電源システムの場合、オルタネータが発電した交流の相間電圧または単相電圧の発電出力がオルタネータのレクチファイアとは別個の整流器でｎ倍電圧整流され、この整流器のｎ倍電圧の整流出力により、第２の車載バッテリが第１の車載バッテリより高い充電受入性能を有効に利用して短時間に、かつ、効率よく高電圧に充電される。

また、第２の車載バッテリの出力は放電時（負荷給電時）の降圧調整のみを行う出力調整器により第１の車載バッテリより高い電圧に降圧調整して取り出される。そして、オルタネータの整流出力で充電される第１の車載バッテリの出力と、出力調整器を介した第２の車載バッテリの出力とが、エンジンのスタータを含む車両負荷に並列給電される。

そして、アイドルストップ状態からのエンジン再始動時には、出力調整器の降圧調整により、アイドルストップ前のエンジン出力により満充電状態に充電された第２の車載バッテリから、残存エネルギが効果的に取り出され、第１の車載バッテリの出力電圧より出力調整器で降圧調整された第２の車載バッテリの出力電圧が高い電圧になる。そのため、第２の車載バッテリの出力がスタータ等の車両負荷に優先的に給電され、アイドルストップのエンジン再始動のスタータ給電が第２の車載バッテリの出力で行われる。なお、第１の車載バッテリが鉛蓄電池等の自己放電が少ないバッテリの場合、冷間始動時のスタータ給電は、第２の車載バッテリより自己放電が少ない第１の車載バッテリが高電圧、かつ、低インピーダンスになることから、従来装置のスタータ電源切り替えリレー等を設けなくても、自動的に第１の車載バッテリの出力でスタータ給電が行われる。

そして、オルタネータから第２の車載バッテリへの充電電力の取り出しおよび、取り出した電力の伝送が損失の少ない発電交流の高電圧、小電流で効率よく行え、しかも、従来装置のように直流配線径を太くする必要もなく安価になる。そのため、第２の車載バッテリを従来システムより安価な構成で効率よく充電できる。

また、従来システムの充電の入力調整および放電の出力調整の両方行う双方向のスイッチングレギュレータ（入出力調整器）１６０に代えて放電時の電圧降下調整のみを行う出力調整器を設ければよく、しかも、従来システムのスタータ電源切り替えリレー１４０は省けるため、一層安価になる。

さらに、第２の車載バッテリの充電電流、放電電流の電圧降下の要因となるダイオードやＦＥＴ（スイッチング素子）等の素子の通過回数が少なくなって充放電の損失が少なくなるとともに、充放電路の故障確率が低くなって信頼性が向上する。

その上、オルタネータのレクチファイア容量は第１の車載バッテリの充電を賄う小容量でよく、一層安価になる利点もある。

つぎに、本発明の一実施形態について、図１〜図４を参照して詳述する。

図１は本実施形態の車載電源システムの構成を示し、図２は図１のスイッチングレギュレータ３の詳細な構成を示す。図３、図４は図１の車載電源システムの動作説明図である。

図１において、１は図６の車載バッテリ１００に対応する第１の車載バッテリ（主バッテリ）であり、車載バッテリ１００と同様の１２Ｖの鉛蓄電池からなる。２は図６の車載バッテリ１３０に対応するリチウムイオン二次電池構成の第２の車載バッテリ（補助バッテリ）であり、例えば端子間電圧１４．６Ｖの２個のセル２ａの直列接続回路２ｂを３組備え、各直列接続回路２ｂの並列出力（満充電時に２９、２Ｖになる出力）が取り出される。

３は本発明の出力調整器としてのスイッチングレギュレータであり、図２に示すように、マイクロコンピュータ構成の１モード制御のＤＣ／ＤＣコントローラ３１を備え、コントローラ３１によりスイッチング制御される１個のＦＥＴ３２および平滑用のリアクトル３３を第２の車載バッテリ２の放電路に直列に設けて形成される。

そして、スイッチングレギュレータ３は、第２の車載バッテリ２の状態および負荷給電路４の電圧状態等に基づき、コントローラ３１によってＦＥＴ３２をスイッチングし、第２の車載バッテリ２の放電エネルギに基づくスイッチングレギュレータ３の直流出力の電圧を、第１の車載バッテリ１の電圧より若干高い電圧、かつ、オルタネータ１１の直流出力より低い電圧に制御する。なお、図１、図２においては、第２の車載バッテリ２の充電路を実線矢印で示し、放電路を破線矢印で示している。

さらに、第１の車載バッテリ１の出力および、スイッチングレギュレータ３により電圧調整された第２の車載バッテリ２の出力が、負荷給電路４のヒューズ４１を介してヘッドランプやエアコン等の１２Ｖの各種の電気負荷５に並列給電されるとともに、スタータ６に給電される。このスタータ６は図６のスタータ１５０に対応するが、図６のスタータ電源切り替えリレー１４０が省かれているので、第１の車載バッテリ１の出力および、スイッチングレギュレータ３により電圧調整された第２の車載バッテリ２の出力が、常時並列給電される。

そして、エンジンの最初の始動時およびその後のアイドルストップの再始動時、図６のスタート信号ＳＳと同様のスタート信号ＳＳ＊が、図６のスイッチ２００と同様のスイッチ８を介して図６のスタータリレー１９０と同様のスターリレー７のコイル７１を通電し、スターリレー７の接点７２を閉じ、スタータ６を励磁駆動する。

つぎに、図１の９は図６の車両のキースイッチ１７０に対応する車両のキースイッチであり、イグニッションオンの操作により、イグニッション接点９１、スタート接点９２がオンする。１０は図６の車両制御ＥＣＵに対応するマイクロコンピュータ構成の車両制御ＥＣＵであり、接点９１、９２の接点信号の変化等から、エンジンの始動および再始動を認識すると、スタート信号ＳＳ＊を発生する。

１１は図５のオルタネータ２１０に対応するレギュレータ付きのオルタネータであり、車両制御ＥＣＵ１０と情報をやり取りするマイクロコンピュータ構成の制御回路１２の制御に基づきエンジンに軸着された発電機部１３がエンジン出力にしたがってＵ、Ｖ、Ｗの三相交流を発電し、その発電出力を複数個のダイオードＤの三相フルブリッジに形成されたレクチファイア１４に供給して全波整流し、レクチファイア１４の出力を第１の車載バッテリ１に給電する。

１５は本発明の整流器であり、オルタネータ１１の発電機部１３が発電した交流の相間電圧または単相電圧の出力を、各ダイオード１６の半波整流によってｎ倍（ｎは２以上の整数）電圧整流し、その整流出力で第２の車載バッテリ２を充電する。具体的には、本実施形態の場合、発電機部１３から取り出したＵとＶ、ＶとＷ、ＷとＵの各相間電圧それぞれを倍電圧整流（ｎ＝２）し、第２の車載バッテリ２の各直列接続回路２ｂの２個のセル２ａを充電する。そのため、例えばＵとＶの相間電圧については、Ｕ相が正電圧になると、Ｕ相にアノードが接続されたダイオード１６の整流出力で該当する直列接続回路２ｂの一方のセル２ａを充電し、Ｖ相が正電圧になると、Ｕ相にカソードが接続されたダイオード１６の整流出力でその直列接続回路２ｂの他方のセル２ａを充電し、直列接続回路２ｂを倍電圧整流で充電する。なお、ＶとＷの相間電圧、ＷとＵの相間電圧についても、同様にして、それぞれの直列接続回路２ｂを倍電圧整流で充電する。この倍電圧整流出力の充電により、第２の車載バッテリ２は、例えば前記した２９．２Ｖに充電される。なお、第２の車載バッテリ２、スイッチングレギュレータ３および整流器１５は、実際には、単一部品である、倍電圧整流回路付補助バッテリユニット１７により形成される。また、図１の１８は図５の充電警報灯２２０と同じ充電警報灯である。

したがって、車両の走行中等のエンジン動作中には、第１の車載バッテリ１は従来装置の車載バッテリ１００と同様にオルタネータ１１のレクチファイア１４の整流出力で徐々に１２Ｖ前後に充電される。一方、第２の車載バッテリ２はオルタネータ１１の発電機部１３の三相交流の発電出力を整流器１５で倍電圧整流した出力により効率よく短時間に高電圧（２９．２Ｖ）に充電される。

また、アイドルストップのエンジン再始動時（温間始動時）は、第２の車載バッテリ２の放電エネルギに基づくスイッチングレギュレータ３の出力電圧が第１の車載バッテリ２の電圧より高く、従来システムのスタータ電源切り替えリレー１４０等を設けなくても、自動的に第２の車載バッテリ２の放電エネルギがスタータ６に給電されてエンジンが再始動される。

つぎに、図１の車載電源システムの具体的な充放電動作について、図３、図４を参照して説明する。なお、図３、図４においては、オルタネータ１１と第２の車載バッテリ２との間の整流器１５は省略している。

まず、駐車状態等からの最初の冷間始動時は、第２の車載バッテリ２の残存エネルギが少なく、自己放電の少ない第１の車載バッテリ１の電圧が、スイッチングレギュレータ３の電圧より高くなる。そのため、第１の車載バッテリ１の放電エネルギがスタータ６に優先的に給電され、この給電に基づき、スタート信号ＳＳ＊にしたがってスタータ６が回転してエンジンが始動する。このとき、第１の車載バッテリ１は放電する。

そして、エンジン始動直後のアイドル状態中は、図３（ａ）の矢印線α、βに示すオルタネータ１１の整流出力（レクチファイア１４の出力）により第１の車載バッテリ１が充電されるとともに電気負荷５の給電が賄われる。また、同図（ａ）の矢印線γに示すオルタネータ１１の発電交流（発電機部１３の三相交流）の倍電圧整流出力により第２の車載バッテリ２が充電される。このとき、第１の車載バッテリ１は待機電力とエンジン始動のエネルギ消費で深放電気味であるが、充電受入性の低さから充電が進まない。一方、充電受入性能が高い第２の車載バッテリ２は自己放電で完全放電していても素早く充電される。そのため、エンジン始動直後の両車載バッテリ１、２は例えば図３（ａ）に斜線に示す充電状態になる。なお、図３、図４において、第２の車載バッテリ２の左側の上向きの矢印線はこの車載バッテリ２が充電状態であることを示す。

つぎに、車両が走行すると、走行中の加速や減速に基づくエンジンの余剰のエネルギによってオルタネータ１１の発電量が上昇し、図３（ｂ）に示すようにオルタネータ１１の整流出力、発電交流によって車載バッテリ１、２それぞれが充電されるとともに、オルタネータ１１の整流出力が電気負荷５の給電を賄う。このとき、第１の車載バッテリ１は、オルタネータ１１の発電量上昇で見かけの電圧は上がるが、実質の残存エネルギ（蓄積エネルギ）の増加は少なく、満充電までに時間がかかる。一方、第２の車載バッテリ２は、充電電圧が高く、しかも、充電受入性能が高いので、短時間に高い電圧（例えば２９．２Ｖ）の満充電状態に達する。

つぎに、アイドルストップが働かない設定で走行が停止し、エンジンがアイドル状態に戻ると、このとき、図３（ｃ）に示すように第２の車載バッテリ２は満充電状態であり、同図（ｃ）の矢印線α、βに示すようにオルタネータ１１の整流出力による第１の車載バッテリ１の充電と電気負荷５の給電とが行われる。このとき、アイドル状態程度ではオルタネータ１１の発電量が少ないため、電気負荷５が大きく、重負荷状態であれば、第１の車載バッテリ１はなかなか満充電状態にならない。なお、図３（ｃ）の矢印線γと×印は第２の車載バッテリ２が満充電状態で充電電流が注入されないことを示す。そして、エンジン出力（動力）がアイドル状態に減少してオルタネータ１１の発電量が少なくなっても、第２の車載バッテリ２は既に充電状態にあるので満充電状態に維持される。

つぎに、アイドルストップに設定して車両が走行する場合について説明する。

まず、赤信号等によりアイドルストップ状態になると、エンジン出力がオフし、オルタネータ１１の発電交流および整流出力もオフする。このとき、図４（ａ）に示すように第１の車載バッテリ１が満充電状態でなくても、第２の車載バッテリ２はそれまでの充電で満充電状態である。そして、スイッチングレギュレータ３の出力電圧が第１の車載バッテリ１の電圧より少し高くなるように制御されるので、図中の矢印線δに示すように第２の車載バッテリ２の放電エネルギがスイッチングレギュレータ３を介して電気負荷５に優先的に給電される。このようにするのは、充電受入性能が高く、充放電効率が高い第２の車載バッテリ２のエネルギを積極的に使用してエンジン出力の利用効率を高くし、最終的に車両の燃費の向上を図るためである。そのため、スイッチングレギュレータ３は、例えば、出力電圧が、第１の車載バッテリ１が充電も放電もされないように設定された目標電圧（例えば１２．５Ｖ）になるように調整する。なお、前記目標電圧をアイドルストップ直前の負荷給電路４の電圧を計測して車載バッテリ１の残電量を予測してアイドルストップ中のスイッチングレギュレータ３の出力電圧を調整してもよい。

つぎに、赤信号から青信号に変わる等してアイドルストップが終了し、エンジンを再始動するとき（温間再始動）には、第２の車載バッテリ２は、アイドルストップ中の負荷給電によって残量エネルギが少なくなっても、倍電圧整流で充電されているので電圧が高い（２９．２Ｖ）。そのため、スイッチングレギュレータ３により、深放電耐性が高い第２の車載バッテリ２の残存エネルギを十分に使い切って、スタータ６の始動に十分な直流電流を負荷給電路４に給電することができる。そのため、図４（ｂ）に示すように、実線矢印δの第２の車載バッテリ２からの給電が実線矢印εの第１の車載バッテリ１からの給電に優先し、第２の車載バッテリ２の放電エネルギによりスタータ６が回転してエンジンが再始動する。このとき、スイッチングレギュレータ３のインピーダンスは低く、従来のスタータ電源切り替えリレー１４０等を用いなくても、第２の車載バッテリ２の放電エネルギはスタータ６等に確実に給電される。

もし、スタータ６及び電気負荷５の消費電力が車載バッテリ２からの給電だけでは賄えないときは、電圧の降下によって車載バッテリ１からもエネルギが持ち出される。

そして、本実施形態の車載電源システムの場合、オルタネータ１１の発電出力の三相交流により、第２の車載バッテリ２への電力の取り出しおよび伝送を行うため、オルタネータ１１から整流器１５までの充電伝送路は高電圧かつ小電流であり、損失が少なく、第２の車載バッテリ２の充電の伝送効率が従来システムより飛躍的に向上する。また、配線径を大きくしなくてよく、コストダウンを図ることができる。さらに、スイッチングレギュレータ３は放電時の降圧調整のみを行う単一モードで動作する構成であるため、充電、放電の複数モードで動作する双方向のものより構成が簡単であり、通過する電流に対するインピーダンスが低く、一層のコストダウンを図ることができる。

また、整流器１５はダイオードの半波整流の構成であり、しかも、第２の車載バッテリ２の充電電流はレクチファイア１４やスイッチングレギュレータ３を通らないため、第２の車載バッテリ２の充電時および放電時に電圧降下の要因となるダイオードやＦＥＴ等の素子を充電電流や放電電流が通る回数は従来システムより少なくなり、損失が少なく、充放電路の故障確率も低くなって信頼性が向上する。

さらに、車載バッテリ１、２の出力を負荷給電路４に並列給電する構成であり、従来システムの充電の入力調整及び放電の出力調整の両方を行う双方向のスイッチングレギュレータ１６０に代えて放電時の電圧降下調整器３を一段のみ設ければよく、一段の電圧降下調整器３の電圧降下手段（ＦＥＴ３２及びリアクトル３３）による低インピーダンス効果によって、従来システムでは必須であったスタータ電源切り替えリレー１４０が不要になるため、それぞれの給電配線径を細くでき、部品数が少なく、製造作業が容易になる。

つぎに、倍電圧整流の整流器１５により、第２の車載バッテリ２の各セル２ａを、２個ずつの３組に分け、各組の２個のセル２ａを、組毎に異なる３種類の相間電圧それぞれの倍電圧整流出力で分散して充電したため、例えば、１組が故障等しても他の２組で充電および放電が行え、信頼性が一層向上する。

さらに、第２の車載バッテリ２の充電昇圧損失エネルギが不要となり、オルタネータ１１のレクチファイア容量は第１の車載バッテリ１の充電を賄う小容量でよく、第２の車載バッテリ２の容量も小さくてよいので、アイドルストップシステムの小型化および一層のコストダウンを図ることができる。

そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、第２の車載バッテリ２は、水素ニッケル電池以外の充電受入性能が高い種々の二次電池であってもよく、さらには、いわゆる大容量キャパシタ等のキャパシタで構成されていてもよい。また、第１の車載バッテリ１は鉛蓄電池以外の自己放電量の少ない二次電池であってもよい。

また、スイッチングレギュレータ３や整流器１５の構成、第２の車載バッテリ２のセル数、充電電圧等は前記実施形態のものに限るものではない。

つぎに、前記実施形態においては、オルタネータ１１の発電機部１２が三相構造であり、整流器１５により発電機部１２の各相間電圧の倍電圧整流出力によって第２の車載バッテリ２を充電したが、整流器１５を３倍、４倍、…の電圧整流器に形成して第２の車載バッテリ２を３倍、４倍、…の倍電圧整流出力によって充電してもよいのは勿論である。また、例えば、オルタネータ１１の発電機部１２から単相電圧（線電圧）を取り出し、それをｎ倍電圧整流して第２の車載バッテリ２を充電するようにしてもよい。そして、倍電圧整流（ｎ＝２）して充電する場合は、整流器１５に代えて、例えば図５に示す構成の整流器１５＊を備える。同図において、２ｃは第２の車載バッテリ２の２組に分割したセル、１６＊は整流器１５＊の正、負の整流用ダイオードである。

そして、本発明は、種々のアイドルストップ車の車載電源システムに適用することができる。

本発明の一実施形態の車載電源システムの結線図である。図１のスイッチングレギュレータの詳細な結線図である。図１の充放電動作の説明図である。図１の充放電動作の他の説明図である。本発明の整流器の他の例の結線図である。従来システムの結線図である。図６の一部の詳細な結線図である。

符号の説明

１第１の車載バッテリ
２第２の車載バッテリ
３スイッチングレギュレータ（出力調整器）
６スタータ
１１オルタネータ
１５、１５＊整流器

Claims

アイドルストップ車の車載電源システムにおいて、
エンジン出力により発電した交流を整流して出力するオルタネータと、
前記オルタネータの出力により充電される第１の車載バッテリと、
前記オルタネータが発電した交流の相間電圧または単相電圧の出力をｎ倍（ｎは２以上の整数）電圧整流する整流器と、
前記第１の車載バッテリより充電受入性能が高く、前記整流器の出力により充電される第２の車載バッテリと、
前記第２の車載バッテリから取り出す出力を前記第１の車載バッテリより高い電圧に降圧調整する出力調整器とを備え、
前記第１の車載バッテリの出力および前記出力調整器を介した前記第２の車載バッテリの出力を前記エンジンのスタータを含む車両負荷に並列給電することを特徴とする車載電源システム。