JPH0251335A - バッテリ電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ＜８）産業上の利用分野 この発明は始動用スタータおよび燃料供給量の制御部を
備えたエンジンのように、駆動部および制御部を有する
装置に対して電力を供給するバッテリ電源装置に関し、
特に駆動部および制御部のそれぞれに同一のバッテリか
ら電力を供給するバッテリ電源装置に関する。

（ｂｌ従来の技術 燃焼効率を考慮して負荷状態や回転数に応じて燃料供給
量を制御するようにしたエンジンがある。また、エンジ
ンにその始動性を考慮してスタータモータを備えたもの
があり、始動時にイグニッションキーがオンされると、
電源装置からスタータモータに電力が供給され、エンジ
ンのクランク軸を回転させることにより、燃焼工程を強
制的に開始させる。ところが、起動時にはスタータモー
タの回転軸にはエンジン内で動作するピストンやコンロ
フトなどの部品の慣性質量が作用するため、スタータモ
ータの起動に大きな電力を必要とする。一方、制御部を
正常に動作させるためには５Ｖ程度の動作保障電圧を常
時印加する必要があるが、電源装置からスタータモータ
に対して大きな電力が供給されると、制御部に供給され
る電圧値が動作保障電圧を下回り、正常な動作がなされ
ない問題が生じる。このため従来のバッテリ電源装置で
はスタータモータなどの駆動部に電力を供給する駆動部
用バッテリと、制御部に対してのみ電力を供給する制御
部用バッテリとを備えたものがあった。このように駆動
部用バッテリと制御部用バッテリとをそれぞれ個別に備
えておけば、始動時にも制御部に必要な電圧を印加する
ことができる。

（Ｃ１発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来のバッテリ電源装置のように駆
動部用バッテリと制御部用バッテリとをそれぞれ個別に
備えると、装置の大型化およびコストアップを招くとと
もにメンテナンスが煩雑になる問題があった。　この発
明の目的は、バッテリからの電圧を定電圧回路およびス
テップアップＤＣコンバータを介して制御部に入力する
ことにより、通常時において定電圧回路で入力電圧を制
御部の動作保障電圧にするとともに、バッテリからの一
定電圧回路への入力電圧が低下した際にはステップアッ
プＤＣコンバータにより昇圧された電圧を定電圧回路に
入力し、駆動用バッテリと同一のバッテリから制御部に
常時動作保障電圧を印加できるバッテリ電源装置を提供
することにある（ｄ１課題を解決するための手段 この発明のバッテリ電源装置は、駆動部および制御部の
それぞれに同一のバッテリから電力を供給するバッテリ
電源装置において、 制御部の電源端子に接続され、一定電圧以上の入力時に
制御部の動作保障電圧を定電圧出力する定電圧回路と、
バッテリ電圧が前記一定電圧以下のときにバッテリ電圧
を前記一定電圧にステップアップするステップアップＤ
Ｃコンバータと、前記ステップアンプＤＣコンバータの
出力電圧と前記バフテリの電圧との何れか高い電圧を前
記定電圧回路に出力する電圧切換回路と、を設けたこと
を特徴とする。

（８１作用 この発明においては、バフテリが十分な電圧を出力でき
る通常の状態においてはバッテリから定電圧回路を経由
して制御部に電圧が供給される。

この電圧は、通常時において制御部の動作保障電圧を上
回っているため電圧回路はこれを動作保障電圧に降圧し
て出力する。また、ステップアンプＤＣコンバータは、
バッテリ電圧を入力とし、その電圧をステップアップす
るが、バッテリ電圧が低下してこのステップアップ電圧
がバッテリ電圧以上になると電圧切換回路がステップア
ップ電圧を定電圧回路に出力する。したがってバッテリ
から駆動部に大きな電力が供給され、定電圧回路への印
加電圧が低下するとステップアップＤＣコンバータによ
りステップアップされた電圧が定電圧回路に印加される
。このときのステップアップ電圧は、バッテリ電圧をス
テップアップしているために定電圧回路から出力される
電圧は制御部の動作保障電圧を下回らない。

（ｆｌ実施例 第１図は、この発明のバッテリ電源装置の構成を示す図
である。

駆動部であるスタータモータ５および制御部３にはバッ
テリ４から電力が供給される。スタータモータ５は図外
のエンジンの始動時にクランク軸を回転させる。バッテ
リ４の電圧はレギュレータ回路２にダイオードＤ１を介
して入力し、またステップアップＤＣコンバータ１に入
力する。レギュレータ回路２にはバッテリ４の電圧とス
テップアップＤＣコンバータ１の出力電圧の何れかがダ
イオードＤＩ、Ｄ２からなるダイオードオア回路を介し
て入力する。レギュレータ回路２の出力は制御部の電源
端子Ｖ　ｃｃに入力されている。レギュレータ回路２は
ツェナーダイオードを含む一般的な定電圧回路であり、
本実施例では第３図（Ｂ）に示すように８ｖ以上の電圧
の入力時に５ｖの電圧を出力する。

第２図は、上記バッテリ電源装置の一部を構成するステ
ップアップＤＣコンバータの回路図である。

ステップアンプＤＣコンバータ１はワンチップＩＣで構
成されており、ＳＲフリンプフロップＦ／Ｆのセット端
子ＳにはゲートＧの出力端子が接続されている。このゲ
ートＧには発振器１）および比較器ＣＭＰの出力が入力
される。比較器ＣＭＰの非反転入力端子には基準電圧源
１２がら基準電圧■、が入力され反転入力端子には出力
電圧Ｖ。□となる電圧が抵抗Ｒｔ、Ｒｔの抵抗比により
分圧されて入力される。一方、フリップフロップＦ／Ｆ
の出力端子ＱはトランジスタＱ、のベース端子に接続さ
れており、トランジスタＱ１のエミッタ端子はトランジ
スタＱ２のベース端子に接続されている。またトランジ
スタＱ２のコレクタ端子と入力端子Ｖ　ｉｎ間にはイン
ダクタＬが接続され、インダクタＬの出力はダイオード
Ｄ３とコンデンサＣ１で整流平滑されて出力電圧Ｖ。ｕ
Ｌとなる以上の構成により比較器ＣＭＰにおいて出力電
圧Ｖ　ｏｕｔの分圧値が基準電圧Ｖ、を下回る状態では
、比較器ＣＭＰの出力は“Ｈ＝　Ｉ＋になり、ゲートＧ
が開いて発振器１）の発振パルスがフリップフロップＦ
／Ｆに入力する。これによってフリップフロップＦ／Ｆ
は、トランジスタＱ１およびＱ２をオン／オフさせる。

トランジスタＱ２がオン／オフすることによりインダク
タンスしにおいて高周波電圧が発生し、この高周波電圧
がダイオードＤ３およびコンデンサＣ１により整流平滑
されて出力される。

出力電圧■。□の抵抗Ｒ，，Ｒ，による分圧値が基準電
圧■、を上回ると、比較器ＣＭＰの出力が“Ｌｏ”にな
り、ゲートＧが閉じる。ゲートＧが閉じるとフリップフ
ロップＦ／Ｆはリセット状態になり、出力端子Ｑからの
出力も停止してトランジスタＱ、、Ｑ！はスイッチング
を行わなくなる。トランジスタＱ、、Ｑ、のスイッチン
グが停止するとインダクタンスしにおいて高周波電圧が
現れなくなり出力電圧Ｖ。ｕｔの電圧値は低下する。こ
の出力電圧■。１の低下により比較器ＣＭＰの反転入力
端子への入力電圧が基準電圧■。を下回ると、再びトラ
ンジスタＱ、、Ｑ、がスイッチングを開始し、インダク
タンスしに高周波電圧が発生する。以上のようにして入
力電圧Ｖ　ｉｎはインダクタンスしにおいて発生する高
周波電圧により昇圧されて出力される。この出力電圧■
。、は抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値および基準電圧ａ１）２
の基準電圧Ｖ、によって設定される値をとる。

一方、入力電圧Ｖ　ｉ　ｎが一定電圧以上に保持されて
いると、上記の発振動作は行われないために、その入力
電圧■、７はインダクタＬとダイオードＤ３とによって
、若干の電圧降下をして出力電圧Ｖ６ｕｔとなる。

第２図に示したステップアップＤＣコンバータ１を入力
電圧Ｖ　ｉ　ｎをバッテリ４から取り、出力電圧■。ｕ
ｔをダイオードＤ２を介してレギュレータ回路２に出力
するように接続する。そして抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値お
よび基準電圧源１２０基準電圧■。の値を適当にとるこ
とによりステップアップＤＣコンバータ１において第３
図（Ａ）に示すように、バッチ４電圧が４ｖ〜８■の電
圧に低下したとき８■の電圧を出力するようにしている
。

そして８Ｖ以上の電圧が入力するときにはその入力端子
からインダクタしおよびダイオードＤ３による直流電圧
降下分を引いた電圧が出力電圧ｖ０６、となるようにし
ている。したがってダイオードオア回路はバッテリ電圧
が８Ｖ以上のときには■ｏｕｔが＜８Ｖとなってダイオ
ードＤ２が逆バイアスとなるためにダイオードＤ１が導
通してバッテリ電圧がレギュレータ回路２に供給される
。一方、バッテリ電圧が８Ｖ以下のときにはＶ。ｕｔが
＝８■となってダイオードＤ１が逆バイアスとなるため
に、ダイオードＤ２が導通してステップアップ出力電圧
■。ｕｔがレギュレータ回路２に出力される。ダイオー
ドオア回路はバッテリ電圧が低下するとレギュレータ回
路２の入力電圧をステップアンプ出力電圧■。１に自動
的に切り換える。このようにして、ダイオードＤｉ、Ｄ
２からなるダイオードオア回路はバッテリ電圧とステッ
プアップＤＣコンバータの出力電圧の何れか高い方の電
圧を定電圧回路２に出力する。

第４図（Ａ）〜（Ｃ）は、第１図に示すＡ−Ｃ点のそれ
ぞれにおける電圧値の変化を示す図である。

スタータモータ５が駆動されていない状態では第１図に
示すＡ点には１２Ｖの電圧がかかっている。時刻ｔ１に
おいてスタータモータ５が駆動されると、スタータモー
タ５に大きな電力が供給され、Ａ点における電圧値は第
４図（Ａ）に示すように４．５ｖ程度まで低下する。こ
の後スタータモータ５が起動すると、スタータモータ５
に供給される電力は徐々に減少し、エンジンが始動する
時刻ｔ２のまでの間においてＡ点における電圧値は６ｖ
程度以下に止まる。ステップアップＤＣコンバータｌは
第３図（Ａ）に示す特性を備えていることから、Ａ点に
おける電圧が６ｖ程度まで低下した場合においてもステ
ップアップＤＣコンバータ１からは８■の電圧が出力さ
れ、Ｂ点における電圧値は第４図（Ｂ）に示すように、
時刻ｔ１〜ｔ２の間において８ｖとなる。したがってレ
ギュレータ回路２には常時８ｖ以上の電圧が人力される
ことになり、レギュレータ回路２の出力である。０点に
おける電圧は、時刻ｔ１〜ｔ２の間においても第４図（
Ｃ）に示すように５■の動作保障電圧に維持される。こ
のようにしてスタータモータ５が駆動されている場合に
も制御部３の電源端子Ｖ　ｃｃには５ｖの動作保障電圧
が入力され、制御部３は正常に動作する。

なお、本実施例では駆動部としてスタータモータを備え
、燃料供給量の制御などを行うエンジンに備える場合に
ついて説明したが、駆動部および制御部のそれぞれに同
一のバッテリから電力を供給する他の装置においても同
様にこの発明を実施することができる。

（ｇ）発明の効果 この発明によれば、駆動部への電力供給により制御部に
印加する電圧値が低下した場合に、ステップアップＤＣ
コンバータにより一定電圧以上に昇圧して定電圧回路に
入力することができる。

これによって定電圧回路は常に一定値以上の電圧の入力
を受け、制御部に対して常時動作保障電圧を出力する。

したがって、制御部にのみ電圧を供給するバッテリを別
体に設けることなく常に制御部に動作保障電圧を供給で
き、コストアップおよび装置の大型化を招くことなく制
御部を常に正常に動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例であるバッテリ電源装置の構
成を示すブロック図、第２図は同バッテリ電源装置の一
部を構成するステップアップＤＣコンバータの回路図、
第３図（Ａ）および（Ｂ）は同バッテリ電源装置の一部
を構成する定電圧回路およびステップアップＤＣコンバ
ータのそれぞれの入出力特性を示す図、第４図（Ａ）〜
（Ｃ）は第１図に示すＡ−Ｃ各点における電圧変化を示
す図である。 １−ステップアップＤＣコンバータ、 ２−レギュレータ回路（定電圧回路）、３−制御部、４
−バッテリ、 ５−スタータモータ（駆動部）、 Ｄｉ、Ｄ２− ダイオードオア回路（電圧切換回路）。 第１図 薯２図 第３図 （Ａ） （Ｂ） ′４４図 （Ｃ） ５■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動部および制御部のそれぞれに同一のバッテリ
   から電力を供給するバッテリ電源装置において、 制御部の電源端子に接続され、一定電圧以上の入力時に
   制御部の動作保障電圧を定電圧出力する定電圧回路と、
   バッテリ電圧が前記一定電圧以下のときにバッテリ電圧
   を前記一定電圧にステップアップするステップアップＤ
   Ｃコンバータと、前記ステップアップＤＣコンバータの
   出力電圧と前記バッテリの電圧との何れか高い電圧を前
   記定電圧回路に出力する電圧切換回路と、を設けてなる
   バッテリ電源装置。