JPH0572599U - 車両用電源制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両に装備された電気負荷装置側に印加する
バツテリと、スタータモータ側に印加するバツテリとを
別個に設けたものにおいて、スタータモータ側に印加す
るバツテリの不用意な消費をなくして、第二バツテリが
常に充電されているようにする。 【構成】 低電圧用電気負荷装置に電源供給する第一バ
ツテリ１と、第一バツテリ１を充電する第一発電機５と
が接続される低電圧用回路Ｘ、スタータモータ８に電源
供給する第二バツテリ３に接続する第二バツテリ回路
Ｙ、高電圧用電気負荷装置４に電源供給する第二発電機
７に接続する高電圧用回路Ｚのそれぞれに接続する端子
Ｌ、Ｂ、Ｈを有した直流電圧変換用コンバータ９を備え
て、該コンバータ９を介して電圧変換、供給の制御を行
い第二バツテリ３が常に充電状態にあるようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自家用車、バス、トラツク等の車両用電源制御装置に関するもので ある。

【０００２】

【従来技術および考案が解決しようとする課題】

近時、この種車両には、エアコンデイシヨナーや熱線リヤヒータ等の電力消費 量の大きな電気負荷装置が複数装備され、その傾向は、車両内での居住性の改善 や安全走行性の向上を計ろうとすればするほど高くなり、ときには、安全走行を 重視する余り、規定以上の電気負荷装置を装備する車両もある。そしてこの様な 電力消費量の大きい電気負荷装置が日常的に使用されることにより、発電機によ るバツテリ充電が間にあわなくなつてバツテリ消耗が促進される。一方、エンジ ン始動するためのスタータモータは、瞬時的に大きな駆動トルクが必要であるた め大電流を流す必要が有るが、その駆動電源は、前述した電気負荷装置のように エンジン駆動に基づく発電電源を頼ることはできず、全てバツテリからの供給と なる。しかるに、例えば、高電圧用電気負荷装置や夜間にライトを付けたままの 状態でエンジンを止める等の誤つた使い方のためにバツテリの充電容量が降下し てしまうことがあり、このようになると、エンジンの始動時に、必要とする駆動 トルクを得るための電源をスタータモータに印加させられなくなる場合があり、 信頼性に欠ける惧れがある。

【０００３】 そこで、供給電圧の異なる複数のバツテリおよび発電電圧の異なる発電機をそ れぞれ搭載し、これらバツテリ、発電機から対応する電気負荷装置に電源供給を するよう構成することが考えられるが、このものにおいて、それぞれの電源は、 それ専用の電源としてしか利用できないうえに、スタータモータ用の電源は、エ ンジンの始動という車両において最も重要で基本的な電源であるため、これを常 に充分な充電状態に維持するための配慮に欠けることになる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記の如き実情に鑑みこれらの欠点を一掃することができる車両用 電源制御装置を提供することを目的として創案されたものであつて、低電圧用の 電気負荷装置に電源供給をする第一バツテリと、該第一バツテリの充電をするた めの第一発電機と、スタータモータに電源供給をする第二バツテリと、高電圧用 の電気負荷装置に電源供給をする第二発電機と、前記低電圧用の第一バツテリ、 第一発電機が接続される低電圧用回路、第二バツテリ側回路、そして第二発電機 側回路の各回路にそれぞれ接続される端子を有した直流電圧変換用のコンバータ とを備えると共に、該直流電圧変換用コンバータには、低電圧用回路から入力し た電源を第二バツテリ充電用の電源および高電圧用電気負荷装置用の電源に変換 して対応する各端子から電源供給をし、また第二発電機側回路から入力した電源 を第二バツテリ充電用の電源および低電圧用の電源に変換して対応する各端子か ら電源供給をするが、第二バツテリ側回路からの電源については変換することな くスタータモータ専用電源となるよう電源供給の変換制御をする電圧変換制御手 段が設けられていることを特徴とするものである。

【０００５】 そして本考案は、この構成によつて、各電気負荷装置が円滑で安定した作動が できる許りでなく、スタータモータに電源供給する第二バツテリの不用意な消費 をなくして円滑で確実なエンジン始動ができるようにしたものである。

【０００６】

【実施例】

次に、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。図面において、１は電力 消費量の大きくない一般の低電圧用電気負荷装置２の電圧（例えば１２ボルト） に設定された低電圧用の第一バツテリ、３はスタータモータ等の電力消費量の大 きい高電圧用電気負荷装置４の電圧（例えば２４ボルト）に設定された高電圧用 の第二バツテリであつて、第一バツテリ１は、電力消費量の大きくない各種電気 負荷装置２に電気的に接続されて、これら装置に電源供給ができるようになつて いるが、さらに、第一バツテリ１は、エンジンＥの駆動に基づいて発電する低電 圧用の第一発電機（オルタネータ）５に電気的に接続されていて、エンジン駆動 時、バツテリ充電するようになつている。勿論、第一発電機５からの電源は、電 力消費量の大きくない各種電気負荷装置２にも供給されるようになつている。

【０００７】 一方、エンジンＥからの排気マニユホルド６には、該排気マニユホルド６を通 過する排気ガスの流れによつてタービンが回転して前記第一発電機５よりも高電 圧の電源を発電する高電圧用のタービン式の第二発電機７が設けられているが、 該第二発電機７で発電された高電圧電源は、エアコンデイシヨナー等の電力消費 量の大きい高電圧用電気負荷装置４に対して電源供給をすると共に、第二バツテ リ３に対して充電用の電源供給をする構成になつている。また、第二バツテリ３ は、スタータモータ８に対して高電圧電源の供給をするよう電気的に接続されて いる。

【０００８】 また、９は直流電圧変換用のコンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）であつて、 該コンバータ９には、前記第一バツテリ１、第一発電機５が接続される低電圧回 路Ｘに接続する低電圧用端子Ｌ、第二バツテリ３側の第二バツテリ回路Ｙに接続 される第二バツテリ用端子Ｂ、第二発電機７側の高電圧回路Ｚに接続される高電 圧用端子Ｈがそれぞれ設けられていている。そして、コンバータ９は、低電圧用 端子Ｌから入力する低電圧電源について、これが予め設定される電圧以上である とき（つまり第一バツテリ１の充電が確かであるとき）高電圧電源に変換し、こ の変換した高電圧電源を、高電圧用のバツテリ用端子Ｂ、高電圧用端子Ｈから出 力し、また、高電圧用端子Ｈから入力する高電圧電源については、そのまま変換 することなくバツテリ用端子Ｂから出力する（実施例においては、スタータモー タ８と高電圧用電気負荷装置４とが同じ電圧のものに設定されているが、必ずし も同じでなくても良く、その場合には電圧変換が必要になる）と共に、低電圧電 源に変換して低電圧用端子Ｌから出力するようになつている。尚、これら端子Ｌ 、Ｂ、Ｈは、何れも入出力用端子からなつていることはいうまでもない。

【０００９】 この様なコンバータ９の電圧変換制御の手法については種々のものが考えられ るが、例えば、各端子に印加される電源電圧の検知をし、この検知電圧が、予め 設定される電圧よりも低いと判断された場合にのみ、その対応する端子から変換 された電圧電源の供給をするよう切換え制御することで、より有効で効率的な電 圧変換ができるが、この様な切換え制御は、例えば、マイクロコンピユータを用 いた電子的制御によつて行うことができる。その場合の制御手順の一例を図２の フローチヤートに示す。マイクロコンピユータを用いて構成される切換え制御部 （コンバータ）９には、各回路端子Ｌ、Ｂ、Ｈから入力した電源電圧の検知をす る電圧検知器１０、１１、１２からの信号が入力するようになつており、そして 切換え制御部９は、これら検知信号に基づいて切換え制御することになる。つま りキースイツチをＯＮしてシステムスタートになり、必要な初期設定がなされる ドライブ状態になるが、各回路端子Ｌ、Ｂ、Ｈの電源電圧の検知信号が入力し、 低電圧用端子Ｌから入力する検知電圧Ｌｄが予め設定される設定電圧Ｌｓよりも 高いか否か、高電圧用端子Ｈから入力する検知電圧Ｈｄが予め設定される設定電 圧Ｈｓよりも高いか否か、第二バツテリ用端子Ｂから入力する検知電圧Ｂｄが予 め設定される設定電圧Ｂｓよりも高いか否かの判断がそれぞれなされる。そして 切換え制御部９は、低電圧用端子Ｌ、高電圧用端子Ｈの何れの検知電圧もそれぞ れ設定される設定電圧より高い（Ｌｄ＞Ｌｓ、かつＨｄ＞Ｈｓ）と判断された場 合において、さらに第二バツテリ用端子Ｂの検知電圧がその設定電圧よりも高い （Ｂｄ＞Ｂｓ）と判断されたときには何れの端子からも電源供給は停止をするが 、低い（Ｂｄ≦Ｂｓ）と判断されたときには、入力した高電圧用電源を第二バツ テリ用端子Ｂから出力して第二バツテリ回路Ｙに電源供給し、第二バツテリ３の 充電をする。一方、低電圧用端子Ｌから入力する検知電圧が設定電圧よりも高い が、高電圧用端子Ｈから入力する検知電圧が設定電圧よりも低い（Ｌｄ＞Ｌｓ、 かつＨｄ≦Ｈｓ）と判断された場合には、入力する低電圧電源を高電圧電源に変 換し、そして該変換された高電圧電源を、第二バツテリ用端子Ｂに入力する検知 電圧がその設定電圧よりも高い（Ｂｄ＞Ｂｓ）と判断されたときには高電圧用端 子Ｈから出力して高電圧用電気負荷装置４側の高電圧回路Ｚに電源供給をするが 、低い（Ｂｄ≦Ｂｓ）と判断されたときには、第二バツテリ用端子Ｂから出力し て第二バツテリ回路Ｙに電源供給し、第二バツテリ３の充電をする。また、低電 圧用端子Ｌに入力する検知電圧が設定電圧よりも低いが、高電圧端子Ｈに入力す る検知電圧が設定電圧よりも高い（Ｌｄ≦Ｌｓ、かつＨｄ＞Ｈｓ）と判断された 場合において、さらに第二バツテリ用端子Ｂに入力する検知電圧がその設定電圧 よりも高い（Ｂｄ＞Ｂｓ）と判断されたときには、入力する高電圧電源を低電圧 電源に変換し、そして該変換された低電圧電源を低電圧用端子Ｌから出力して低 電圧用電気負荷装置２側の低電圧回路Ｘに電源供給をするが、低い（Ｂｄ≦Ｂｓ ）と判断されたときには、そのまま高電圧電源を第二バツテリ用端子Ｂから出力 して第二バツテリ回路Ｙに電源供給し、第二バツテリ３の充電をする。さらにま た、低電圧用端子Ｌに入力する検知電圧が設定電圧より低く、高電圧端子Ｈに入 力する検知電圧も設定電圧より低い（Ｌｄ≦Ｌｓ、かつＨｄ≦Ｈｓ）と判断され た場合には、何れの端子からも電源供給の停止をするようになつており、この様 に切換え制御することによつて、第二バツテリ３が優先して充電され、そして該 第二バツテリ３への充電電源の供給は、高電圧用電源を優先するようにして変換 効率の向上を計つている。

【００１０】 叙述のごとく構成された本考案の実施例において、スタータモータ８を始動す る場合、該スタータモータ８は、専用の第二バツテリ３からの電源供給を受けて 駆動することになる。一方、低電圧用電気負荷装置２の作動については、第一バ ツテリ１あるいは第一発電機５からの低電圧用電源の供給を受けて、また高電圧 用電気負荷装置４の作動については、第二発電機７からの高電圧用電源の供給を 受けてそれぞれ行われる。

【００１１】 この様に、本考案が実施されたものでは、スタータモータ８は、専用の第二バ ツテリ３からの電源供給を受けて駆動してエンジン始動をすることになり、また 、エンジン始動状態になると、高電圧用電気負荷装置４は第二発電機７から発電 された電源によつて、低電圧用電気負荷装置２は第一発電機５から発電された電 源によつて基本的にはそれぞれが作動することになる。この結果、電気消費量の 大きい電気負荷装置を高電圧用にして効率アツプを計れるうえに、低電圧用であ る第一バツテリ１の徒な消費を抑えることができる。そして、第二バツテリ３の 電源以外の電源において余剰のものがあれば、これをそれぞれ対応する電圧に変 換して電源供給がなされるため、各電気負荷装置２、４は円滑で安定した作動を することになる。しかもスタータモータ８に電源供給する第二バツテリ３からの 電源はスタータモータ８専用であつて、他の電気負荷装置２、４の電源となるこ とがないため、該第二バツテリ３の不用意な消費がなく、常に充分に充電された 状態でスタータモータ８の駆動を行い得て、円滑で確実なエンジン始動ができる ことになるうえ、第二バツテリ３はスタータモータ８専用のバツテリとすること ができるので第一バツテリ１に比べて小容量の小型化することができ、この結果 、車両用電源制御装置自体をも小型化することができる。また第二発電機７は排 気エネルギーにより発電するものであるため、車両に装備される電気負荷装置が 増大する傾向の現状に対応しながら、省エネルギーの要求をも満たす、効率の良 い制御装置とすることができる。

【００１２】

【作用効果】

以上要するに、スタータモータは専用の第二バツテリからの電源供給を受けて 駆動することになる。さらに、低電圧用電気負荷装置の作動は、第一バツテリあ るいは第一発電機からの低電圧用電源の供給を受けて行われ、高電圧用電気負荷 装置の作動は、第二発電機からの高電圧用電源の供給を受けて行われることにな る。

【００１３】 この様に、スタータモータは、専用の第二バツテリからの電源供給を受けて駆 動してエンジン始動をするが、エンジン始動状態になると、高電圧用電気負荷装 置は第二発電機から発電された電源によつて、低電圧用電気負荷装置は第一発電 機から発電された電源によつて基本的にはそれぞれが作動することになり、この 結果、電気消費量の大きい電気負荷装置を高電圧用にして効率アツプを計ること ができるうえに、低電圧用である第一バツテリの徒な消費を抑えることもできる 。そして、第二バツテリ以外の電源において、余剰のものをそれぞれ対応する電 圧に変換して電源供給を行うことができるため、高電圧用、低電圧用の各電気負 荷装置は円滑で安定した作動ができる。しかも第二バツテリからの電源は、スタ ータモータ専用であつて、他の電気負荷装置の電源となることがなく、該第二バ ツテリの不用意な消費がなくなり、常に充分に充電された状態でスタータモータ の駆動を行い得て、円滑で確実なエンジン始動ができることになるうえ、第二バ ツテリはスタータモータ専用であるため第一バツテリに比べて小容量の小型のも のにでき、車両用電源制御装置自体も小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電源制御装置の概略ブロツク図である。

【図２】電源制御装置の制御手順を示すフローチヤート
図である。

【図３】電源制御装置の制御機構のブロツク図である。

【符号の説明】

１ 第一バツテリ ２ 低電圧用電気負荷装置 ３ 第二バツテリ ４ 高電圧用電気負荷装置 ７ 第二発電機 ８ スタータモータ ９ コンバータ Ｌ 低電圧用端子 Ｈ 高電圧用端子 Ｂ バツテリ用端子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 低電圧用の電気負荷装置に電源供給をす
   る第一バツテリと、該第一バツテリの充電をするための
   第一発電機と、スタータモータに電源供給をする第二バ
   ツテリと、高電圧用の電気負荷装置に電源供給をする第
   二発電機と、前記低電圧用の第一バツテリ、第一発電機
   が接続される低電圧用回路、第二バツテリ側回路、そし
   て第二発電機側回路の各回路にそれぞれ接続される端子
   を有した直流電圧変換用のコンバータとを備えると共
   に、該直流電圧変換用コンバータには、低電圧用回路か
   ら入力した電源を第二バツテリ充電用の電源および高電
   圧用電気負荷装置用の電源に変換して対応する各端子か
   ら電源供給をし、また第二発電機側回路から入力した電
   源を第二バツテリ充電用の電源および低電圧用の電源に
   変換して対応する各端子から電源供給をするが、第二バ
   ツテリ側回路からの電源については変換することなくス
   タータモータ専用電源となるよう電源供給の変換制御を
   する電圧変換制御手段が設けられていることを特徴とす
   る車両用電源制御装置。