JPH03204360A - 車両用電源装置 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、車両負荷とそれより高電圧仕様のスタータと
に給電する車両用電源装置に関するものである。

【従来の技術】

米国を初めとして多くの国では、車両負荷およびスター
タ等の車載電気機器は、１２Ｖ仕様となっている。その
ため、機器の互換性や市場性等を考慮し、我が国でも殆
んどカ月２■仕様とされている。従って、車両用電源装
置も、それに適合させたものとなっている。 第３図は、従来の車両用電源装置である。第３図におい
て、１−１は発電機、２はキースイッチ、３はバッテリ
、４は車両負荷スイッチ、５は車両負荷、６−１はスタ
ータである。 発電機１−１もスタータ６−１も１２Ｖ仕様である。エ
ンジンを始動するには、キースイッチ２をオンしてバッ
テリ３の電圧をスタータ６−１に印加する。車両負荷５
へ給電するには、車両負荷スイッチ４をオンする。 しかし、１２Ｖ仕様の発電機１−１やスタータ６−１で
出力を犬なものとすると、それより高電圧の仕様のもの
より大型化し、重量は増大する。 そこで、少しでも搭載スペースを少なくし、重量を軽減
するために、スタータを２４Ｖ仕様のものとする方式が
提案されている。 この方式においては、１２Ｖのバッテリを２組搭載し、
それらの接続を始動時と運転時とで切り換えるようにし
ている。即ち、始動時には、バッテリを直列に接続して
２４Ｖとし、これをスタータに印加する。運転時には、
バッテリを並列に接続して１２Ｖとし、これを車両負荷
に印加している。 このように、車両に２組のバッテリを搭載し、始動時と
運転時とで接続を切り換えるようにした技術に関する文
献としては、例えば、実開昭５８７０９４６号公報があ
る。

【発明が解決しようとする課題】

（問題点） しかしながら、バッテリを２組搭載した前記の車両用電
源装置には、バッテリの劣化が進行し易く、寿命が短く
なるという問題点があった。 （問題点の説明） エンジン始動後には、２つのバッテリは並列接続とされ
、１２Ｖ仕様の発電機により充電される。 しかし、２つのバッテリは、電気的特性が全く同じとい
うわけではないから、各バッテリに対する充電には、ど
うしてもアンバランスが生ずる。そのためバッテリの劣
化が進行し易く、寿命が短くなってしまう。 本発明は、このような問題点を解決することを課題とす
るものである。

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、本発明の車両用電源装置では
、バッテリ電圧より高電圧の仕様の発電機と、該高電圧
の仕様のスタータと、前記発電機と並列接続されたコン
デンサと、該コンデンサとバッテリとの間に接続された
昇降圧回路と、該昇降圧回路を制御する制御回路とを具
え、前記スタータに対しては前記コンデンサより給電し
、車両負荷に対してはバッテリより給電することとした
。

【作　　用】

スタータおよび発電機を高電圧仕様のものとし、該発電
機と並列に接続したコンデンサとバッテリとの間に昇降
圧回路を設け、両者の間で昇降圧を行うようにした。そ
して、始動時のスタータへの給電は、バッテリから行う
のではなく、コンデンサから行うようにした。 そのため、高電圧を得るためにバッテリを２＆ｌｌ設け
る必要がなくなり、バッテリのアンバランス充電といっ
た問題は起こらず、バッテリの劣化を防ぐことが可能と
なる。 また、スタータおよび発電機を高電圧仕様のものとする
と、同じ出力を得る低電圧仕様のものより、サイズを小
さくし重量を低減することが可能となる。そのため、車
両の搭載スペースを節約することが出来ると共に、車両
重量を軽くすることが出来る。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。 第１図は、本発明の車両用電源装置である。符号は、第
３図のものに対応している。そして、１２は発電機、６
−２はスタータ、７は電圧検出リレー、７−１はリレー
コイル、７−２はリレー接点、８はコンデンサ、９は昇
降圧回路、１０は制御回路、ＩＩ、１２は電圧検出信号
線、１３はスタータリレー、１３−１はリレーコイル、
１３２はリレー接点、１４は温度センサである。 発電機１−２およびスタータ６−２は、バッテリ３の電
圧より高電圧の仕様、例えば、２４Ｖ仕様のものとされ
ている。これらは、同じ出力のものであれば、１２Ｖ仕
様のものより小型で軽量となる。従って、車両の搭載ス
ペースおよび重量は、１２Ｖ仕様の場合より減少する。 発電機１−２およびスタータ６−２に並列に、コンデン
サ８が接続される。コンデンサ８としては、大容量のコ
ンデンサであることが望ましい。 そのようなコンデンサとしては、例えば、電気二重層コ
ンデンサがある。車両運転時には、つまり発電機１−２
が発電している時には、コンデンサ８は発電機１−２に
より、その発電電圧２４Ｖに充電される。 昇降圧回路９は、発電機１−２の発電電圧（２４Ｖ）と
、バッテリ３の電圧（１２Ｖ）との間で、時に応じて昇
圧したり或いは降圧したりする回路である。昇降圧回路
９に対する制御は、制御回路１０によって行われる。 昇圧（１２■→２４■）は、スタータ６−２を駆動する
始動時に行われる。始動時にスタータ６２に印加される
のは、コンデンサ８の充電電圧である。 キースイッチ２をＳＴ端子にオンすると、コンデンサ８
の電圧により、スタータリレー１３のリレーコイル１３
−１が付勢され、リレー接点１３２がオンする。そして
、スタータ６−２にコンデンサ８の電圧が印加される。 コンデンサ８の電圧が２４Ｖあれば、スタータ６−２は
所望の如く駆動される。しかし、２４Ｖなければ駆動す
るに至らない。 コンデンサ８の電圧が幾らであるかは、電圧検出信号線
１１により制御回路１０に伝えられ、２４Ｖなければ、
昇降圧回路９に対して昇圧制御信号が出される。コンデ
ンサ８が所望の電圧まで充電されると、電圧検出信号線
１１によりその旨が伝えられ、昇圧は停止される。コン
デンサに対する充電は、極めて短時間に行うことが出来
る。 こうして始動時には、最初たとえコンデンサ８の電圧が
不足して始動に失敗しても、所望の電圧までの充電が自
動的に且つ速やかに行われるので、始動に支障を来すこ
とはない。 エンジンが始動すると、もはや昇圧動作を行う必要はな
い。電圧検出リレー７は、そのことを制御回路１０に知
らせるためのものである。エンジンが始動すると発電機
１−２が発電を開始するが、そうするとリレーコイル７
−１が付勢され、それまで実線の如くアース位置とされ
ていたリレー接点７−２が、点線の位置とされる。その
ため、発電機１−２の電圧が制御回路１０に伝えられ、
エンジンが始動したことが知らされる。 他方、降圧動作は、発電＠１−２が発電をしている運転
時においで行われる。発電機１−２が発電を始めたこと
を知らされると、制御回路１０は昇降圧回路９に対して
降圧制御信号を送る。この降圧された電圧によりバッテ
リ３は充電され、車両負荷５は給電される。電圧検出信
号線１２は、降圧電圧を一定値に制御する場合のフィー
ドバック信号を伝えるためのものである。 温度センサ１４は、環境温度を検出するためのものであ
る。これは、既設のエンジン水温センサやエンジンオイ
ル温度センサを利用してもよい。 環境温度が低いとエンジンが始動しにくいが、そのよう
な時、昇降圧回路９の昇圧電圧を通常より高く　（例え
ば、通常を２４Ｖとした時、２６Ｖ位に）してやる。ス
タータ６−２に印加する電圧を大にすると、始動し易く
することが出来る。 なお、温度センサ１４からの信号を用いての環境温度に
応じた制御は、必要に応じて行えばよく、必須のもので
はない。 第２図に、昇降圧回路の具体例を示す。第２図において
、９−１はダイオード、９−２はスイッチング素子、９
−３はダイオード、９−４はスイッチング素子、９−５
はチョークコイル、９−６９−７は制御信号線、１１は
高圧側の端子、Ｌは低圧側の端子である。 スイッチング素子９−２．９−４としては、半導体素子
を用いることが出来る。これらへの制御信号は、制御信
号線１−６．９−７を経て、制御回路１０より送られて
来る。昇圧、降圧は、スイッチングレギュレータ方式で
行われる。 次に動作を説明する。 ■　昇圧時（端子Ｈ側←端子り側） この時には、スイッチング素子９−２はオフのままとさ
れ、スイ・ノチング素子９−４がオンオフ制御される。 スイッチング素子９−４がオンの時に、端子りよりチョ
ークコイル９−５に電流が流れる。スイッチング素子９
−４がオフされると、前記電流が遮断され、チョークコ
イル９−５に高電圧が発生する。この高電圧がダイオー
ド９−１を経て、端子Ｈに現れる。 かくして、端子Ｈには、端子りの電圧を昇圧した電圧が
得られる。昇圧の度合いは、スイッチング素子９−４を
オンオフするデユーティ比を、どのような値にするかに
よって制御できる。 ■　降圧時（端子Ｈ側→端子り側） この時には、スイッチング素子９−４はオフとされ、ス
イッチング素子９−２がオンオフ制御される。 スイッチング素子９−２がオンすると、端子Ｈの電圧は
チョークコイル９−５を経て端子りに現れる。スイッチ
ング素子９−２をオフすると、現れない。このオンとオ
フとの時間を適宜制御することにより、直流的に見た場
合、実質的に低い所望の電圧を端子り側に得ることが出
来る。

【発明の効果】

以上述べた如く、本発明の車両用電源装置によれば、次
のような効果を奏する。 ■　バッテリの寿命を長くすることが出来る。 スタータおよび発電機を高電圧仕様のものとし、該発電
機と並列に接続したコンデンサとバッテリとの間に昇降
圧回路を設け、両者の間で昇降圧を行う。そして、始動
時のスタータへの給電は、バッテリから行うのではなく
、コンデンサから行うようにしている。 そのため、高電圧を得るためにバッテリを２組設ける必
要がなくなり、バッテリのアンバランス充電といった問
題は起こらない。従って、バッテリの劣化を防止でき、
その寿命を長くすることが出来る。 ■　搭載スペースおよび重量を減少出来る。 スタータおよび発電機を高電圧仕様のものとしたので、
同じ出力を得る低電圧仕様のものより、サイズが小さく
なり、重量は軽くなる。そのため、車両への搭載スペー
スを節約することが出来ると共に、車両重量を軽くする
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の実施例にかかわる車両用電源装置 第２図・・・昇降圧回路の具体例 第３図・・・従来の車両用電源装置 図において、１−１．Ｉ−２は発電機、２はキースイッ
チ、３はバッテリ、４は車両負荷スイッチ、５は車両負
荷、６−１．６−２はスタータ、７は電圧検出リレー、
７−１はリレーコイル、７２はリレー接点、８はコンデ
ンサ、９は昇降圧回路、９−１はダイオード、９−２は
スイッチング素子、９−３はダイオード、９−４はスイ
ッチング素子、９−５はチョークコイル、９−６．９７
は制御信号線、１０は制御回路、１１．１２は電圧検出
信号線、１３はスタータリレー、１３１はリレーコイル
、１３−２はリレー接点、１４は温度センサである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バッテリ電圧より高電圧の仕様の発電機と、該高電圧の
   仕様のスタータと、前記発電機と並列接続されたコンデ
   ンサと、該コンデンサとバッテリとの間に接続された昇
   降圧回路と、該昇降圧回路を制御する制御回路とを具え
   、前記スタータに対しては前記コンデンサより給電し、
   車両負荷に対してはバッテリより給電するようにしたこ
   とを特徴とする車両用電源装置。