JPH05219659A

JPH05219659A - 車両用電源供給装置

Info

Publication number: JPH05219659A
Application number: JP1783692A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Otsuki; 勝美大槻; Suetaro Shibukawa; 末太郎渋川; Keigo Naoi; 啓吾直井; Manabu Soyama; 学曽山
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Electronics Co Ltd
Priority date: 1992-02-03
Filing date: 1992-02-03
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】２個の車載バッテリを充電する車両用電源供給
装置において、一方の車載バッテリのみが充電されるこ
とがなく、両方の車載バッテリを確実に充電することが
可能なようにする。【構成】発電コイル２と、第１車載バッテリ９と、第２
車載バッテリ１１と、第１車載バッテリ９が適正な電圧
に充電されるように発電コイル２の出力電圧を調整する
レギュレータ５とを有する車両用電源供給装置におい
て、発電コイル２の出力部に、第１車載バッテリ９及び
第２車載バッテリ１１と発電コイル２との接続の切換を
所定の周期ｔで交互に行なう切換リレー６を設ける。切
換リレー６は、整流器４の出力部４ａを第２車載バッテ
リ１１に接続する時には、レギュレータ５の電圧検出部
５ａを開放状態とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車載用電源システムに係
わり、特に２個の車載バッテリを充電する車両用電源供
給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、２個の異なる電圧の車載バッテリ
を充電するためには既存の車載用発電機にて、直列接続
した２個の車載バッテリを同時に充電する方法が採用さ
れている。例えば特開昭６１−２４７２３７号公報に記
載の自動車用２バッテリ充電装置においては、自動車用
の各種電気負荷に電力を供給する第１のバッテリ（１２
Ｖ）と、スタータのみに電力を供給する第２のバッテリ
（２４Ｖまたは４８Ｖ）とを直列接続し、第１のバッテ
リはＹ型結線による車載充電発電機の電圧に基づき、第
２のバッテリはＹ型結線による車載充電発電機の中性点
電圧に基づき、同時に充電が行なわれる。また、特開平
１−１７０３３５号公報にも類似の技術が開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、車
載用発電機１台で異なる電圧の車載バッテリを同時に充
電するが、この時の充電制御電圧は一方のバッテリが良
好になる電圧である。従ってバッテリの初期の状態に応
じて、放電の大きいバッテリに発電機の全出力を供給す
ることになる。このため一方の車載バッテリのみが充電
されてしまい、他方の車載バッテリは充電されずにバッ
テリの機能を失い、ひいては車両が停止してしまうとい
う恐れがあった。

【０００４】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、２個
の車載バッテリを充電するときに一方の車載バッテリの
みが充電されることがなく、両方の車載バッテリを確実
に充電することが可能な車両用電源供給装置を提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、車載充電発電機と、電圧負荷が接続され
た第１の車載バッテリと、前記電圧負荷と異なる電圧負
荷が接続された第２の車載バッテリと、少なくとも前記
第１の車載バッテリに電圧検出部が接続され、その充電
電圧を一定に維持する電圧調整装置とを有する車両用電
源供給装置において、前記車載充電発電機の出力部に設
けられ、前記第１及び第２の車載バッテリと前記車載充
電発電機との接続の切換を行なう切換手段を有する。

【０００６】好ましくは、前記切換手段は、前記第１及
び第２の車載バッテリへの接続の切換を所定の周期で交
互に行なう。

【０００７】また、好ましくは、前記切換手段は、前記
第２の車載バッテリが所定の電圧に達したとき前記接続
の切換を停止する。

【０００８】また、好ましくは、前記切換手段は、前記
車載充電発電機と前記第２の車載バッテリとを接続した
ときには、前記電圧調整装置の前記電圧検出部を開放す
る。

【０００９】また、好ましくは、前記切換手段は、前記
車載充電発電機と前記第２の車載バッテリとを接続した
ときには、前記電圧調整装置の前記電圧検出部と前記第
２の車載バッテリとを接続する。

【００１０】また、好ましくは、前記切換手段は、前記
車載充電発電機の出力電圧を所定の周期で一時的に０Ｖ
とするよう前記電圧調整装置を制御し、前記０Ｖの時に
接続の切換を行なう。

【００１１】

【作用】以上のように構成した本発明においては、車載
充電発電機の出力部に第１及び第２の車載バッテリと車
載充電発電機との接続の切換を行なう切換手段を設ける
ことにより、第１及び第２の車載バッテリをそれぞれ適
切に切換えて充電が行なえ、一方の車載バッテリのみが
充電されることなく、両方の車載バッテリを確実に充電
することができる。

【００１２】また、前記切換手段は、第１及び第２のの
車載バッテリへの接続の切換を所定の周期で交互に行な
うので、第１及び第２の車載バッテリをそれぞれ適切に
切換えて充電が行なえ、上記と同様に、一方の車載バッ
テリのみが充電されることなく、両方の車載バッテリを
確実に充電することができる。

【００１３】また、前記切換手段は、第２の車載バッテ
リが所定の電圧に達したとき接続の切換を停止するの
で、第２の車載バッテリの過充電を回避することができ
る。

【００１４】また、前記切換手段は、車載充電発電機と
第２の車載バッテリとを接続したときには、電圧調整装
置の電圧検出部を開放するので、電圧調整装置による制
限なく第２の車載バッテリを急速に充電することができ
る。

【００１５】また、前記切換手段は、車載充電発電機と
第２の車載バッテリとを接続したときには、電圧調整装
置の電圧検出部と第２の車載バッテリとを接続するの
で、電圧調整装置によって、第１の車載バッテリに加え
第２の車載バッテリをも過充電なく適正な電圧に充電で
きるように車載充電発電機の出力電圧を適正に調整でき
る。

【００１６】また、前記切換手段は、前記車載充電発電
機の出力電圧を所定の周期で一時的に０Ｖとするよう前
記電圧調整装置を制御し、前記０Ｖの時に接続の切換を
行なうので、車載充電発電機と第１または第２のバッテ
リとの接続の切換接点にアークが発生する恐れがなく、
切換接点の耐久性が向上する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例による車両用電源供
給装置について、図１から図３ににより説明する。図１
は本実施例による車両用電源供給装置の全体充電回路
図、図２は図１に示した車両用電源供給装置によって２
個の車載バッテリを充電する時の動作を説明するフロー
チャート、図３はその時のシーケンス図である。

【００１８】図１において、車載用発電機ユニット１
は、車載充電発電機である発電コイル２、界磁コイル
３、発電コイル２で発生した電圧を整流する整流器４、
界磁コイル３の通電電流を変えることにより発電コイル
２の出力電圧を調整する電圧調整装置であるレギュレー
タ５を備えている。また、車載用発電機ユニット１には
切換スイッチ６ａ及び切換スイッチ６ｂを備えた切換リ
レー６が接続されている。このうち切換スイッチ６ａは
整流器４の出力部４ａに接続され、切換スイッチ６ａの
常閉接点８はメインの車載バッテリである第１車載バッ
テリ９（１２Ｖ）に、また常開接点１０はサブの車載バ
ッテリである第２車載バッテリ１１（２４Ｖまたは４８
Ｖ）に接続されている。一方、切換スイッチ６ｂはレギ
ュレータ５の電圧検出部５ａに接続され、切換スイッチ
６ｂの常閉接点１２は車両用キースイッチ１３を介し第
１車載バッテリ９に接続されている。切換リレー６の切
換動作は、切換リレー６とともに切換手段を構成するコ
ントロールユニット７からの指令信号にもとづきコイル
７ａの作用によって行なわれ、切換スイッチ６ａが常閉
接点８に接続されたときには切換スイッチ６ｂが常閉接
点１２に接続され、切換スイッチ６ａが常開接点１０に
接続されたときには切換スイッチ６ｂは開放状態になる
ように構成される。第１車載バッテリ９には車両走行に
重要なイグニッシュコイルやヘッドランプ等の負荷１４
が接続され、第２車載バッテリ１１には車両走行になん
ら関係ない排気浄化のためのヒータ等の負荷１５が接続
されている。また、負荷１５にはコントロールスイッチ
１６が設けられている。

【００１９】次に、上記のような構成を有する本実施例
による車両用電源供給装置の動作を、図２のフローチャ
ートを用いて説明する。まず、車両用キースイッチがＯ
Ｎされ、エンジンが始動すると、図２中ステップ１０１
において、車両運転中に負荷１５が使用されているかど
うか（第２車載バッテリ１１が放電しているかどうか）
をコントローラ７により判断する。この判断は、第２車
載バッテリ１１が放電したことによる電圧低下を、検出
回路１８を介してコントローラ７が検出することにより
行なう。負荷１５が使用されていない（第２車載バッテ
リ１１が放電状態していない）ときには、ステップ１０
２からステップ１０５をスキップして、第１車載バッテ
リ９の充電のみが行なわれる。即ち、第１車載バッテリ
ー９は、エンジン（図示せず）を始動するためのスター
タモータ（図示せず）等のエンジン回転持続に必要な負
荷１４に電力を供給するため放電気味であり、この時、
切換リレー６において切換スイッチ６ａは常閉接点８に
接続され、切換スイッチ６ｂは常閉接点１２に接続され
ており、これにより、第１車載バッテリー９のみが充電
される。この場合、切換スイッチ６ｂは常閉接点１２に
接続されるため、発電コイル２の出力電圧はレギュレー
タ５によって第１車載バッテリー９の充電電圧（１２
Ｖ）よりは若干高めの電圧（例えば１５．４Ｖ）に調整
され、第１車載バッテリー９が適正な電圧に充電され
る。従って、第１車載バッテリ９は過充電される恐れが
なく、寿命を考慮した完全な充電を行なうことができ
る。

【００２０】一方、負荷１５が使用されると、第２車載
バッテリ１１が放電状態になり、ステップ１０１におい
てコントローラ７が第２車載バッテリ１１の電圧低下を
検出する。コントローラ７はこれに基づき、切換リレー
６の切換動作の開始を判断し（ステップ１０２）、第１
車載バッテリ９及び第２車載バッテリ１１が以下のよう
にして充電される（ステップ１０３〜ステップ１０
６）。即ち、充電１サイクルでの第１車載バッテリ９の
充電時間ｔ₁（図３参照）、及び第２車載バッテリ１１
の充電時間ｔ₂（図３参照）を設定し（ステップ１０
３）、充電時間ｔ₁の間、切換スイッチ６ａを常開接点
１０に接続し、切換スイッチ６ｂを開放する（ステップ
１０４）。次いで、充電時間ｔ₂の間、切換スイッチ６
ａを常閉接点８に接続し、切換スイッチ６ｂを常閉接点
１２に接続する（ステップ１０５）。そして、第２車載
バッテリー１１の電圧が所定の充電電圧（例えば３０．
８Ｖまたは６１．６Ｖ）を越えたかどうかを検出回路１
８を介してコントロールユニット７によって判断し（ス
テップ１０６）、越えていないと判断されればステップ
１０３に戻って上記動作を繰り返す。つまり、第２車載
バッテリ１１（２４Ｖまたは４８Ｖ）を充電する状態
と、第１車載バッテリ９（１２Ｖ）を充電する状態とを
時間周期ｔ（ｔ＝ｔ₁＋ｔ₂）で繰り返すように切換リレ
ー６が動作する。このようにして第１車載バッテリ９と
第２車載バッテリ１１とが交互に充電される。この場
合、第２車載バッテリ１１を充電する（切換スイッチ６
ａが常開接点１０に接続される）時には、切換スイッチ
６ｂが開放されレギュレータ５の電圧検出部が開放され
るため、発電コイル２にはレギュレータ５による制御を
受けずに無制限状態で回転に比例した出力電圧が発生
し、第２車載バッテリ１１は急速に充電される。但し、
発電コイル２には第２車載バッテリ１１が接続されてい
る（切換スイッチ６ａが常開接点１０に接続されてい
る）ので、発電コイル２の出力電圧は第２車載バッテリ
１１の充電電圧に制限される。

【００２１】また、ステップ１０６において、コントロ
ールユニット７によって第２車載バッテリー１１の電圧
が所定の充電電圧（例えば３０．８Ｖまたは６１．６
Ｖ）を越えたと判断された時、即ち図３に示すシーケン
ス図中の時間Ｔが経過した時には、ステップ１０７にお
いて、切換リレー６の切換動作を終了し、切換リレー６
は、切換スイッチ６ａを常閉接点８に接続し切換スイッ
チ６ｂを常閉接点１２に接続する状態に戻る。従って、
ステップ１０８において第２車載バッテリ１１の充電が
停止し、第１車載バッテリ９の充電のみが継続され、第
２車載バッテリ１１がこれ以上充電されることがない。

【００２２】本実施例によれば、発電コイル２の出力部
に第１の車載バッテリ９及び第２の車載バッテリ１１と
発電コイル２との接続の切換を行なう切換リレー６を設
け、２個の車載バッテリ９，１１への接続の切換を所定
の周期ｔで交互に行なうので、一方の車載バッテリのみ
が充電されることなく、両方の車載バッテリを確実に充
電することができる。また、第１車載バッテリ９を充電
する時には、レギュレータ５によって第１車載バッテリ
９が適正な電圧に充電されるように発電コイル２の出力
電圧を調整するので、第１車載バッテリ９が過充電され
ることを回避することができ、第２車載バッテリ１１を
充電する時には、切換スイッチ６ｂが開放されるので、
レギュレータ５による制限を受けずに第２車載バッテリ
１１を急速に充電できる。

【００２３】次に、本発明の他の実施例による車両用電
源供給装置について、図４により説明する。図４は本実
施例による車両用電源供給装置の全体充電回路図であ
る。本実施例の構成は、切換手段としての切換リレー及
びコントローラの機能が異なること以外は図１に示した
実施例と同様の構成である。即ち、切換リレー１９の切
換スイッチ１９ａは整流器４の出力部４ａに接続され、
切換スイッチ１９ａの常閉接点８はメインのバッテリで
ある第１車載バッテリ９（１２Ｖ）に、また常開接点１
０はサブのバッテリである第２車載バッテリ１１（２４
Ｖまたは４８Ｖ）に接続されている。一方、切換スイッ
チ１９ｂはレギュレータ５の電圧検出部５ａに接続さ
れ、切換スイッチ１９ｂの常閉接点１２は車両用キース
イッチ１３を介し第１車載バッテリ９に、また常開接点
２１は第２車載バッテリ１１に接続されている。切換リ
レー１９の切換動作は、切換リレー１９とともに切換手
段を構成するコントロールユニット２０の指令信号にも
とづきコイル２０ａの作用によって行なわれ、切換スイ
ッチ１９ａが常閉接点８に接続されたときには切換スイ
ッチ１９ｂが常閉接点１２に接続され、切換スイッチ１
９ａが常開接点１０に接続されたときには切換スイッチ
１９ｂが常開接点２１に接続される。

【００２４】この場合の２個の車載バッテリーを充電す
る時の動作は、切換リレー１９を上記の構成に変更し、
かつ第１車載バッテリ９及び第２車載バッテリ１１に合
うようにレギュレータ５において発電コイル２の出力電
圧の設定を切換えるようにしたこと以外は、図１に示し
た実施例と同様である。本実施例においては、第２車載
バッテリ１１を充電する（切換スイッチ１９ａが常開接
点１０に接続される）時には、切換スイッチ１９ｂは常
開接点２１に接続され、かつ、レギュレータ５の設定を
変えるため、発電コイル２の出力電圧はレギュレータ５
によって第２車載バッテリー１１の充電電圧（２４Ｖま
たは４８Ｖ）よりは若干高めの電圧（例えば３０．８Ｖ
または６１．６Ｖ）に調整され、第１車載バッテリー９
に加えて第２車載バッテリー１１も適正な電圧に充電さ
れる。従って、図１に示した実施例においては、第２車
載バッテリ１１を充電する時に発電コイル２は無制限状
態で急速に過充電される恐れがあったのに対し、本実施
例においては、第２車載バッテリ１１を充電する時にも
発電コイル２は制限を受けるので、第２車載バッテリ１
１も急速に過充電される恐れがなく、寿命を考慮した完
全な充電を行なうことができる。

【００２５】本実施例によれば、レギュレータ５によっ
て第１車載バッテリ９に加えて第２車載バッテリ１１を
も適正な電圧に充電されるように発電コイル２の出力電
圧を調整するので、第１車載バッテリ９及び第２車載バ
ッテリ１１の両方が過充電されることを回避することが
できる。

【００２６】次に、図４に示した実施例におけるレギュ
レータ５の制御に関する変形例について説明する。第１
車載バッテリ９及び第２車載バッテリ１１にそれぞれ接
続される切換リレー１９において、充電電流を通電した
ままの状態で切換スイッチ１９ａのＯＮ−ＯＦＦを繰り
返すと、常閉接点８及び常開接点１０と切換スイッチ１
９ａとの間にアークが発生し、接点の耐久性が落ちる恐
れがある。このことを防止するため、図５にシーケンス
図で示すように、発電コイル２の出力電圧を所定の周期
（ｔ／２）で一時的に（時間ｔ₀の間）０Ｖとし、この
０Ｖの間にコントローラ２０からの指令信号にもとづき
切換リレー１９内の切換スイッチ１９ａのＯＮ−ＯＦＦ
を行なう。このように発電コイル２の出力電圧を所定の
周期で一時的に０Ｖとするためには、コントロールユニ
ット２０から切換リレー１９に指令信号が行く直前にレ
ギュレータ５によって界磁コイル３の通電電流を一時的
に０とし、発電コイル２の発生電圧を一時的に０Ｖに
し、その間にコントローラ２０から切換リレー１９に指
令信号を出力する。

【００２７】本変形例によれば、常閉接点８及び常開接
点１０と切換スイッチ１９ａとの間にアークが発生する
恐れがなく、接点の耐久性が向上する。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、車載充電発電機の出力
部に第１及び第２の車載バッテリと車載充電発電機との
接続の切換を行なう切換手段を設けることにより、第１
及び第２の車載バッテリをそれぞれ適切に切換えて充電
が行なえ、両方の車載バッテリを確実に充電することが
できる。

【００２９】また、前記切換手段は、第１及び第２の車
載バッテリへの接続の切換を所定の周期で交互に行なう
ので、上記と同様の効果が得られる。

【００３０】また、前記切換手段は、第２の車載バッテ
リが所定の電圧に達したとき接続の切換を停止するの
で、第２の車載バッテリの過充電を回避することができ
る。

【００３１】また、前記切換手段は、車載充電発電機と
第２の車載バッテリとを接続したときには、電圧調整装
置の電圧検出部を開放するので、電圧調整装置による制
限なく第２の車載バッテリを急速に充電することができ
る。

【００３２】また、前記切換手段は、車載充電発電機と
第２の車載バッテリとを接続したときには、電圧調整装
置の電圧検出部と第２の車載バッテリとを接続するの
で、電圧調整装置によって、第１の車載バッテリに加え
第２の車載バッテリをも過充電なく適正な電圧に充電で
きるように車載充電発電機の出力電圧を適正に調整でき
る。

【００３３】また、前記切換手段は、前記車載充電発電
機の出力電圧を所定の周期で一時的に０Ｖとするよう前
記電圧調整装置を制御し、前記０Ｖの時に接続の切換を
行なうので、車載充電発電機と第１または第２のバッテ
リとの接続の切換接点にアークが発生する恐れがなく、
切換接点の耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による車両用電源供給装置の
全体充電回路図である。

【図２】図１に示した車両用電源供給装置によって２個
の車載バッテリを充電する時の動作を説明するフローチ
ャートである。

【図３】図１に示した車両用電源供給装置によって２個
の車載バッテリを充電する時の切換リレー動作のシーケ
ンス図である。

【図４】本発明の他の実施例による車両用電源供給装置
の全体充電回路図である。

【図５】図４に示した実施例におけるレギュレータの制
御に関する変形例を説明する図である。

【符号の説明】

１車載用発電機ユニット２発電コイル５レギュレータ５ａ電圧検出部６切換リレー６ａ，６ｂ切換スイッチ７コントロールユニット８常閉接点９第１車載バッテリ１０常開接点１２常閉接点１１第２車載バッテリ１４，１５負荷１７，１８検出回路１９切換リレー１９ａ，１９ｂ切換スイッチ２０コントロールユニット２１常開接点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者直井啓吾茨城県勝田市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者曽山学茨城県勝田市東石川西古内3085番地の５日立カーエレクトロニクス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車載充電発電機と、電圧負荷が接続され
た第１の車載バッテリと、前記電圧負荷と異なる電圧負
荷が接続された第２の車載バッテリと、少なくとも前記
第１の車載バッテリに電圧検出部が接続され、その充電
電圧を一定に維持する電圧調整装置とを有する車両用電
源供給装置において、前記車載充電発電機の出力部に設
けられ、前記第１及び第２の車載バッテリと前記車載充
電発電機との接続の切換を行なう切換手段を有すること
を特徴とする車両用電源供給装置。
【請求項２】前記切換手段は、前記第１及び第２の車
載バッテリへの接続の切換を所定の周期で交互に行なう
ことを特徴とする請求項１記載の車両用電源供給装置。
【請求項３】前記切換手段は、前記第２の車載バッテ
リが所定の電圧に達したとき前記接続の切換を停止する
ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用電源供
給装置。
【請求項４】前記切換手段は、前記車載充電発電機と
前記第２の車載バッテリとを接続したときには、前記電
圧調整装置の前記電圧検出部を開放することを特徴とす
る請求項１から３のうちいづれか１項記載の車両用電源
供給装置。
【請求項５】前記切換手段は、前記車載充電発電機と
前記第２の車載バッテリとを接続したときには、前記電
圧調整装置の前記電圧検出部と前記第２の車載バッテリ
とを接続することを特徴とする請求項１から３のうちい
づれか１項記載の車両用電源供給装置。
【請求項６】前記切換手段は、前記車載充電発電機の
出力電圧を所定の周期で一時的に０Ｖとするよう前記電
圧調整装置を制御し、前記０Ｖの時に接続の切換を行な
うことを特徴とする請求項１から５のうちいづれか１項
記載の車両用電源供給装置。