JPH074207U - 車両用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、車両の電気系統の各部に垂下特性
を有するレギュレータを介してバッテリーから供給され
る電力を供給する車両用電源装置に関し、レギュレータ
の定格電流を小さな値に抑えて一時的な負荷の変動を確
実に吸収することを目的とする。 【構成】 バッテリーと、直流電力源から与えられる電
力を取り込み、一時的に定常値より大きな電力を消費し
得る負荷にその負荷に適合した直流電圧で供給するレギ
ュレータと、そのレギュレータによって供給される電力
の一部をバッテリーと負荷とに浮動する浮動手段とを備
えて構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両の電気系統の各部に垂下特性を有するレギュレータを介してバ ッテリーから供給される電力を供給する車両用電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

車両のエンジン、照明、計器、居住性その他にかかわる電気系統では、発電機 やバッテリから供給される直流電力を各部に所望の電圧で供給し、かつ障害その 他に起因して過負荷状態となったときに発電機等の電源系や他の回路に障害が波 及することを回避するために、垂下特性を有するＤＣ−ＤＣコンバータが用いら れる。さらに、料金回収装置のような大型バス専用の装置をマイクロバスに搭載 する場合には、同様に垂下特性を有するＤＣ−ＤＣコンバータを搭載することに よりこれらのバスにおけるバッテリーの公称電圧の差が吸収される。

【０００３】 図３は、従来の車両用電源装置の構成例を示す図である。 図において、バッテリー３１には発電機３２が並列に接続され、バッテリー３ １の陽極と陰極との間には垂下特性を有するＤＣ−ＤＣコンバータ３３および負 荷３４が直列に接続される。

【０００４】 このような構成の車両用電源装置では、発電機３２はエンジンから出力される 動力に応じて公称電圧１２ボルトの直流電力を発生し、その直流電力はバッテリ ３１に蓄電されると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３に供給される。また、バッ テリ３１は、エンジンが停止して発電機３２から上述した直流電力が発生されな い状態では、その発電機に代わってＤＣ−ＤＣコンバータ３３に直流電力を供給 する。

【０００５】 ＤＣ−ＤＣコンバータ３３は、このようにして供給される直流電力を取り込ん で電圧変換を行うことにより、負荷３４の動作が保証される２４ボルトの直流電 圧でその負荷に駆動電力を供給する。

【０００６】 なお、このようなＤＣ−ＤＣコンバータを搭載して構成される車両電源装置の 従来としては、例えば、実願平４−３７２３号に示されるように、エンジンの始 動タイミングにおいて負荷に確実に定電圧で電力を供給するものがある。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このような従来の車両用電源装置では、負荷３４が、例えば、上述 した料金回収装置のように、コインを内部に取り込む動力を得るためにモータが 起動されて大きなラッシュ電流が流れる装置である場合には、そのラッシュ電流 によってＤＣ−ＤＣコンバータ３３が一時的に過負荷状態となり、負荷３４に印 加される電圧が垂下特性に基づいて低下する場合があった。また、このような電 圧の低下を回避する方法としては、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３の定格電流の値を 負荷３４に定常時に流れる電流の値に比べて充分に大きな値に設定する方法が従 来採用されていたが、このような方法はコスト高であって小型化を阻む要因とな っていた。

【０００８】 本考案は、レギュレータの定格電流を小さな値に抑えて一時的な負荷の変動を 確実に吸収することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

請求項１に記載の本考案は、バッテリーと、直流電力源から与えられる電力を 取り込み、一時的に定常値より大きな電力を消費し得る負荷にその負荷に適合し た直流電圧で供給するレギュレータと、レギュレータによって供給される電力の 一部をバッテリーと負荷とに浮動する浮動手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】 請求項２に記載の本考案は、バッテリーと、直流電力源から与えられる電力を 取り込み、一時的に定常値より大きな電力を消費し得る負荷にその負荷に適合し た直流電圧で供給するレギュレータと、直流電力源からレギュレータと並行して 与えられる電力をバッテリーと負荷とに浮動する浮動手段とを備えたことを特徴 とする。

【００１１】

【作用】

請求項１に記載の車両用電源装置では、定常時にレギュレータが負荷に電力を 供給し、並行して浮動手段がこのようにして供給される電力の一部をバッテリー に充電することによりそのバッテリーの自己放電分を補給する。また、負荷の消 費電力が起動時のように一時的に大きくなった場合には、レギュレータは固有の 垂下特性に基づき出力電圧を低下させるが、バッテリーはこのような出力電圧の 低下に起因した不足の電力を補って負荷に供給する。すなわち、定格電流値が小 さなレギュレータに小型の浮動手段およびバッテリを付加して負荷変動が確実に 吸収されるので、低廉化および小型化がはかられる。

【００１２】 請求項２に記載の車両用電源装置では、入力端がレギュレータと並列に接続さ れた浮動手段を介してバッテリーが充電される点で請求項１に記載の考案と異な るが、同様にして負荷変動が確実に吸収され、低廉化および小型化がはかられる 。

【００１３】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の実施例について詳細に説明する。 図１は、請求項１に記載の考案に対応した実施例を示す図である。

【００１４】 本実施例の特徴は、従来のＤＣ−ＤＣコンバータ３３に代えて、ＤＣ−ＤＣコ ンバータ１１およびその出力に順方向接続されたダイオード１２₁ 、１２₂ から なる電圧変換部１３を配置し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力と、ダイオード １２₂ と負荷３４との接続点との間には、順方向接続されたダイオード１４₁ 、 抵抗器１５およびダイオード１４₂ からなる充放電部１６を配置し、抵抗器１５ とダイオード１４₂ との接続点に補助バッテリ１７を配置した点にある。

【００１５】 なお、本実施例では、電圧変換部１３はレギュレータに対応し、充放電部１６ は浮動手段に対応し、補助バッテリ１７は請求項１に記載されたバッテリに対応 する。

【００１６】 このような構成の車両用電源装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、バッテ リ３１および発電機３２から供給される直流電力を取り込み、従来のＤＣ−ＤＣ コンバータ３３の出力電圧に比べてほぼダイオード１２₁ 、１２₂ の電圧降下分 高い２６ボルトに電圧変換する。したがって、負荷３４には、ＤＣ−ＤＣコンバ ータ１１からダイオード１２₁ 、１２₂ を介して従来例とほぼ同じ電圧で直流電 力が供給される。

【００１７】 充放電部１６では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力に得られる直流電力の一 部をダイオード１４₁ および抵抗器１５を介して補助バッテリ１７に充電する。 このようにして充電される補助バッテリ１７の端子電圧については、ＤＣ−ＤＣ コンバータ１１から正規の電圧で電力が供給されている状態では、ダイオード１ ４₁ および抵抗器１５における電圧降下分がダイオード１２₁、１２₂の電圧降下 分に比べて小さいので、負荷３４に印加される電圧により高い値に設定される。 さらに、負荷３４に定常的に電力が供給されている状態では、ダイオード１４₂ は、ダイオード１２₁ 、１２₂ を介して負荷３４に流れる電流が補助バッテリ１ ７側に流れ込むことを阻止して、そのバッテリに対する充電動作の安定化をはか る。

【００１８】 また、上述した料金回収装置におけるモータの起動時のように、一時的に負荷 ３４が重くなってその負荷に流れる電流の値がＤＣ−ＤＣコンバータ１１の定格 電流の値を越えると、そのＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧は垂下特性に基づい て低下し、ダイオード１２₁ 、１２₂ を介して行われる負荷３４への電力の供給 量が低下する。

【００１９】 このような電力の供給の低下によって負荷３４に印加される電圧が低下すると 、バッテリ１７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１から供給される電力の不足分をダ イオード１４₂ を介して補充する。

【００２０】 さらに、負荷３４が定常状態に復旧するとその負荷にダイオード１２₁、１２₂ を介して流れる電流の値が減少してＤＣ−ＤＣコンバータ１１が過負荷状態から 脱却する。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力電圧が再び上昇し、ダ イオード１４₂ を介してバッテリ１７から補充される電力の量が減少する。

【００２１】 このように本実施例によれば、小容量のＤＣ−ＤＣコンバータ１１と小形の充 放電部１６および補助バッテリ１７とを組み合わせることにより、一時的に重く なった負荷３４の変動分が吸収されるので、過負３４の障害等に対する安全性を 保ち、かつ大容量のＤＣ−ＤＣコンバータを用いていた従来例に比べて電源装置 の低廉化および小型化がはかられる。

【００２２】 図２は、請求項２に記載の考案に対応した実施例を示す図である。 本実施例と図１に示す実施例との相違点は、電圧変換部１３に代えてＤＣ−Ｄ Ｃコンバータ２１を備え、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の入力端と出力端との間に 充放電部１６に代わる充放電部２２を備えた点にある。また、充放電部２２と充 放電部１６との相違点はダイオード１４₁ の前段にＤＣ−ＤＣコンバータ２３を 配置した点にある。

【００２３】 このような構成の車両用電源装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、その出 力電圧が従来のＤＣ−ＤＣコンバータ３３と同様に負荷３４に印加すべき２４ボ ルトに設定され、定常時に負荷３４に直接電力を供給する。さらに、補助バッテ リ１７に対する充電は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１と並行して動作して２８ボル トの出力電圧を出力するＤＣ−ＤＣコンバータ２３によって行われる。

【００２４】 また、一時的に負荷３４が重くなってその負荷に流れる電流の値がＤＣ−ＤＣ コンバータ２１の定格電流の値を越えると、そのＤＣ−ＤＣコンバータの出力電 圧は垂下特性に基づいて低下し、さらに、その出力電圧が補助バッテリ１７の端 子電圧を下回ると、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１から供給される電力の不足分がダ イオード１４₂ を介して補助バッテリ１７から補充される。

【００２５】 また、負荷３４が定常状態に復旧するとＤＣ−ＤＣコンバータ２１が過負荷状 態から脱却するので、そのＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧が再び上昇し、ダイ オード１４₂ を介して補助バッテリ１７から補充される電力の量が減少する。

【００２６】 したがって、本実施例によれば、例えば、負荷３４に定常時に流れる電流の値 が５アンペアであり、負荷３４に流れる電流が数分毎に１〜２秒間にわたって１ ０アンペアに達する場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の定格電流の値を５ア ンペアに設定し、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３の定格電流の値を0.2 アンペアに設 定し、補助バッテリ１７の容量を２アンペアアワーに設定することにより、上述 した負荷３４の変動が確実に吸収され、かつＤＣ−ＤＣコンバータ２１、２３の 電力容量の和(125.6ワット(＝24ボルト×５アンペア＋28ボルト×0.2アンペア)) は、同様の負荷の変動を吸収するために従来例で用いられるＤＣ−ＤＣコンバー タ３３の電力容量(140ワット（＝28ボルト×５アンペア))に比べて約１４ワット 低減され、図１に示す実施例と同様にして、負荷３４の障害等に対する安全性を 保ちつつ低廉化と小型化とがはかられる。

【００２７】 なお、上述した各実施では、充放電部１６、２２を介して補助バッテリを浮動 充電しているが、本考案は、このような構成の充放電部に限定されず、バッテリ ３１および発電機３２から供給される電力により負荷３４および補助バッテリ１ ７に対して浮動を行う回路であれば、どのような構成の回路を用いてもよい。

【００２８】 また、上述した各実施例では、負荷３４に所望の電圧で電力を供給するために ＤＣ−ＤＣコンバータを用いて電圧変換を行っているが、本考案では、このよう な構成に限定されず、垂下特性を有するものであれば、例えば、ブースタ式、シ リーズドロッパ形その他のレギュレータを用いてもよい。

【００２９】 さらに、このようなレギュレータについては、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１、２ １のように電圧変換を行わず、例えば、定常時に負荷３４に印加される電圧の安 定化、定電流による負荷３４への電力の供給、負荷３４に流れる電流の制限その 他を単に行うものであってもよい。

【００３０】 また、上述した各実施例では、大型バスと小型バスとにおけるバッテリー電圧 の差を吸収するために、１２ボルトで与えられる直流電力を２４ボルトに電圧変 換して負荷３４に供給しているが、本考案は、このような電圧の組合せに限定さ れず、車両の電装部品やユニットに印加すべき直流電圧を適宜生成する電源装置 であれば同様にして適用可能である。

【００３１】 さらに、上述した各実施例では、ダイオード１２₁、１２₂、１４₁、１４₂の順 方向の電圧降下分、その電圧降下分の経年変化や温度変化、抵抗器１５の抵抗値 、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１、２３の出力電圧および補助バッテリ１７の容量に ついては、何ら示されていないが、本考案では、負荷３４に印加すべき電圧の上 下限値や時間軸に沿った負荷３４の変動の態様に基づいて適宜選択すればよい。

【００３２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案では、負荷が一時的に変動したときにその負荷に 対して定常時の電力を供給するレギュレータの垂下特性に応じた電力の供給量の 不足分を、上述した定常時の電力の供給と並行して充電されたバッテリから補充 する。

【００３３】 すなわち、定格電流値が小さなレギュレータに小型の浮動手段とバッテリとを 組み合わせることにより負荷の変動分を確実に吸収できるので、車両用電源装置 の低廉化および小型化がはかられ、本考案を適用した車両では、負荷の障害発生 に対する安全性を保ちつつ性能が高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の考案に対応した実施例を示す
図である。

【図２】請求項２に記載の考案に対応した実施例を示す
図である。

【図３】従来の車両用電源装置の構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１，２１，２３，３３ ＤＣ−ＤＣコンバータ １２，１４ ダイオード １３ 電圧変換部 １５ 抵抗器 １６，２２ 充放電部 １７ 補助バッテリ ３１ バッテリ ３２ 発電機 ３４ 負荷

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリーと、直流電力源から与えられ
   る電力を取り込み、一時的に定常値より大きな電力を消
   費し得る負荷にその負荷に適合した直流電圧で供給する
   レギュレータと、前記レギュレータによって供給される
   電力の一部を前記バッテリーと前記負荷とに浮動する浮
   動手段とを備えたことを特徴とする車両用電源装置。
2. 【請求項２】 バッテリーと、直流電力源から与えられ
   る電力を取り込み、一時的に定常値より大きな電力を消
   費し得る負荷にその負荷に適合した直流電圧で供給する
   レギュレータと、前記直流電力源から前記レギュレータ
   と並行して与えられる電力を前記バッテリーと前記負荷
   とに浮動する浮動手段とを備えたことを特徴とする車両
   用電源装置。