JPH09140070A - 搭載用電源システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構成でありながら、ダイオードによる
電圧降下や電力損失なしに始動用蓄電装置に供給され、
次回のエンジン始動に必要な充電量が速やかに確保され
る搭載用電源システムを提供することが、解決すべき課
題である。 【解決手段】 エンジン始動用スターターに電力を供給
する始動用蓄電装置２と、他の電気負荷に電力を供給す
る汎用バッテリー１と、両者１，２を充電する発電機３
と、汎用バッテリー１および発電機３の一極を互いに結
ぶ汎用回路Ｃ１と始動用蓄電装置２およびスターター４
の一極を互いに結ぶ始動用回路Ｃ２との間に介設されて
いる充電用スイッチ５と、その開閉を制御する充電用ス
イッチ制御手段６１とを有する。制御手段６１は、充電
用スイッチ５を制御して始動用回路Ｃ２から汎用回路Ｃ
１に電力が逆流することを防止するので、始動用蓄電装
置２は速やかに充電され、次回のエンジン始動まで始動
用電力が温存される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の搭載用電源システム
は、自動車を含む車両・船舶・航空機など、エンジン用
の電動スターター、発電機およびバッテリーを装備して
いるビークルに搭載される電源システムに関し、自動車
等の電装技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の蓄電池を有する車両用の電
源回路または電源システムとしては、特開昭５５−７１
１３８号公報に開示された技術（従来技術１）や実公平
４−２４７５８号公報に開示された技術（従来技術２）
などがある。従来技術１の「車両用電源回路」は、図１
２（ａ）に示すように、汎用蓄電池１０１および発電機
１０３を互いに結ぶ汎用回路Ｃ１と、始動用蓄電池１０
２および電動スターター１０４とを互いに結ぶ始動用回
路Ｃ２とが、スイッチ１０５およびダイオード１０６に
よって結ばれている。スイッチ１０５は、始動用蓄電池
１０２が所定の充電率に達した場合に開いて、始動用蓄
電池１０２の充電を停止する。したがって、エンジン始
動時には始動用蓄電池１０２からだけではなく、汎用蓄
電池１０１からも電動スターター１０４に電力が供給さ
れる。ダイオード１０６は、始動用蓄電池１０２から汎
用蓄電池１０１への電力の逆流を防ぎ、ひとたび充電さ
れた始動用蓄電池１０２の充電率を次回のエンジン始動
時まで保つ作用がある。

【０００３】従来技術２の「車両用マルチバッテリーシ
ステム」は、図１２（ｂ）に示すように、複数の蓄電池
２０１，２０２がそれぞれの電源バスＢ１，Ｂ２を有す
る。各電源バスＢ１，Ｂ２は、それぞれのスイッチ２０
３，２０４と、各スイッチ２０３，２０４にそれぞれ並
列に接続されているダイオード２０５，２０６とによっ
て発電機２０１と接続している。一方、電気スターター
２０４および電気負荷２１０は、それぞれの切り替えス
イッチ２０７，２０８により複数のバスＢ１，Ｂ２のう
ちいずれかに接続し、選択的に電力の供給を受けるよう
になっている。ただし、複数の蓄電池２０１，２０２か
ら大電流を流す並列給電を行うことができる旨も記載さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術１で
は、発電機１０３に連なる汎用回路Ｃ１と、始動用蓄電
池１０２に連なる始動用回路Ｃ２とが、ダイオード１０
６を介して接続されている。それゆえ、発電機１０３か
ら始動用蓄電装置１０２に電力が流入する際に、１Ｖ近
い電圧降下が起こり、始動用蓄電装置１０２が十分に充
電されにくく、また、充電に時間がかかるという不都合
があった。さらに、ダイオードのもつ電気抵抗により、
電力の一部が消費されてしまい、充電効率がその分低下
するという不都合もあった。

【０００５】一方、従来技術２では、蓄電池２０１，２
０２の数だけ電源バスＢ１，Ｂ２が必要であり、同数の
切り替えスイッチ２０７，２０８をも必要とする。さら
に、いずれの電流経路（蓄電池・電源バス・切り替えス
イッチ）を使用してもよいことが前提になっているの
で、いずれの電流経路をも始動電流に耐えうることが必
要であり、高価になるうえ、蓄電池２０１，２０２をエ
ンジンルームから離して設けることは難しい。また、並
列給電をするためには、切り替えスイッチ２０７，２０
８に並列に接続する能力が要求される。かような構成の
電源システムの制御には複数のセンサー等が必要であ
り、制御ロジックも複雑になる。それゆえ、従来技術２
による電源システムは、構成および制御ロジックが複雑
であり、高価格にならざるをえないという不都合があ
る。また、容積が嵩張り、重量も軽量ではないという不
都合もある。

【０００６】そこで本発明は、簡素な構成でありなが
ら、発電機からの電力がダイオードによる電圧降下や電
力損失なしに始動用蓄電装置に供給され、次回のエンジ
ン始動に必要な電力（充電量）が速やかに確保される搭
載用電源システムを提供することを解決すべき課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するために、発明者は以下の手段を発明し
た。 （第１手段）本発明の第１手段は、請求項１記載の搭載
用電源システムであって、汎用バッテリー（１）および
発電機（３）の正負のうち一方の極を互いに結ぶ汎用回
路（Ｃ１）と始動用蓄電装置（２）およびスターター
（４）の一方の極を互いに結ぶ始動用回路（Ｃ２）との
間に介設されている充電用スイッチ（５）と、その開閉
を制御する充電用スイッチ制御手段（６１）とを具備し
ている。ここで、充電用スイッチ制御手段（６１）は、
エンジン始動後に充電用スイッチ（５）を閉じ、始動用
回路（Ｃ２）から汎用回路（Ｃ１）に電力が逆流する場
合に充電用スイッチ（５）を開く機能をもつことを特徴
とする。

【０００８】本手段では、エンジン始動後に充電用スイ
ッチ（５）が閉じて発電機（３）から電力が始動用蓄電
装置（２）に供給され、始動用蓄電装置（２）は次回の
始動に備えて充電される。始動用蓄電装置（２）を充電
するだけの電圧が汎用回路（Ｃ１）になく、始動用回路
（Ｃ２）から汎用回路（Ｃ１）に逆流して始動用蓄電装
置（２）が放電する可能性がある場合には、充電用スイ
ッチ（５）は開いて汎用回路（Ｃ１）と始動用回路（Ｃ
２）とを分離し、上記逆流による始動用蓄電装置（２）
の汎用回路（Ｃ１）への放電は未然に防がれる。それゆ
え、始動用蓄電装置（２）はいったんエンジンが始動す
れば速やかに充電され、次回のエンジン始動まで放電す
ることはない。

【０００９】したがって、本手段によれば、（エンジン
始動後所定時間経てば）始動用蓄電装置（２）が常に所
定の水準以上の充電率（または充電率）にあり、次回の
エンジン始動に必要な始動電力は必ず確保されていると
いう効果がある。これは、汎用回路（Ｃ１）に連なる電
気負荷（１０，１２）の放置や暗電流などによる放電が
あっても、汎用バッテリー（１）の放電だけに留まり、
始動用蓄電装置（２）からは放電されないからである。

【００１０】また、充電用スイッチ（５）が閉じている
時に、ダイオードを経由せずに汎用回路（Ｃ１）から始
動用回路（Ｃ２）へ導通するので、ダイオードによる電
圧降下や電力消費などの無駄がなく、効率よくかつ速や
かに始動用蓄電装置（２）の充電が行われるという効果
もある。さらに、電動スターター（４）の駆動電流は専
ら始動用蓄電装置（２）から供給され、充電用スイッチ
（５）に大電流が流れないので、充電用スイッチ（５）
に要求される電流容量は、比較的小さい。それゆえ、充
電用スイッチ（５）を小型・軽量・安価にすることがで
きるという効果もある。同様の理由で、汎用回路（Ｃ
１）および汎用回路（Ｃ１）から始動用回路（Ｃ２）に
接続する回路には、始動用の大電流が流れることはな
い。それゆえ、始動用蓄電装置（２）と電動スターター
（４）とを互いに接続している回路を除き、大電流を許
容する配線や回路要素は必要とされないので、搭載用電
源システム全体が小型・軽量・安価になるという効果も
ある。

【００１１】（第２手段）本発明の第２手段は、請求項
２記載の搭載用電源システムであって、始動用蓄電装置
（２）は、電気二重層コンデンサーを含む始動用コンデ
ンサーと始動用バッテリーとのうちいずかであることを
特徴とする。本手段で、電気二重層コンデンサーを採用
している場合には、比較的小さな容積と軽い重量であり
ながら十分な始動用電気容量が得られるうえに、高温に
も低温にも強く、破損や劣化の心配なく急速充電が可能
である。また、電気二重層コンデンサーは内部抵抗が著
しく小さいので、大電流が流れるエンジン始動時にも内
部損失が極めて少なく、効率が良いという効果もある。

【００１２】一方、始動用蓄電装置（２）に始動用バッ
テリーを採用している場合にも、始動用蓄電装置（２）
としては内部抵抗が小さく短時間でも大電流が取り出せ
れば良いので、電気容量はそれほど大きくなくても済
む。それゆえ、始動用蓄電装置（２）は、バッテリーに
せよコンデンサーにせよ、エンジン始動に必要な電気容
量が確保されていれば容積が小さくてもよい。

【００１３】したがって、本手段によればさらに、容積
の制限が厳しく高温に曝されるエンジンルーム内への始
動用蓄電装置（２）の装備が容易になり、電動スタータ
ー（４）との距離も近くなるので始動時の電力損失も少
ないという効果がある。特に、電気二重層コンデンサー
を採用していれば、充電時にも放電時にもよりいっそう
効率が高まるという効果がある。

【００１４】（第３手段）本発明の第３手段は、請求項
３記載の自動車搭載用の電源システムであって、始動用
蓄電装置（２）はエンジンルームに、汎用バッテリー
（１）はトランクルーム内部または近傍のいずれかに装
備されていることを特徴とする。本手段では、始動時に
大電流を供給する始動用蓄電装置（２）を電動スタータ
ー（４）の近傍へ配置することが可能になり、一方、電
気容量が大きく、重量・容積ともに大きな汎用バッテリ
ー（１）はトランクルーム付近に装備される。ここで、
近年の乗用車（特にＦＦ車）においては、車両前方にあ
るエンジンルーム内の過密化が顕著であり、また、重量
バランスが前方に偏りがちであるという傾向が認められ
る。

【００１５】したがって、本手段によればさらに、高温
かつ過密なエンジンルームから汎用バッテリー（１）を
排除してトランクルーム付近へ移すことができるので、
汎用バッテリー（１）を高温・高振動の劣悪な環境から
隔離することができる。また、エンジンルーム内の空間
に余裕を生じて設計が容易になるという効果がある。さ
らに、汎用バッテリー（１）という重量物を（ＦＦ車や
ＦＲ車等の場合）後方に装備することにより、前方へ偏
りがちな重量バランスを改善することができるという効
果もある。

【００１６】（第４手段）本発明の第４手段は、請求項
４記載の搭載用電源システムであって、充電用スイッチ
（５）は、エンジンの停止中には開いていることを特徴
とする。本手段では、エンジン停止中すなわち発電機
（３）が発電していない時には、汎用回路（Ｃ１）と始
動用回路（Ｃ２）とは接続していないので、両者の間で
電力のやり取りは生じない。また、エンジン停止中には
無条件で充電用スイッチ５が開いているので、始動用蓄
電装置（２）からの放電を検知するまでもなく、汎用回
路（Ｃ１）と始動用回路（Ｃ２）との接続が絶たれてい
る。

【００１７】したがって、本手段によればさらに、始動
用蓄電装置（２）からの放電を検知するセンサー等の手
段なしでも搭載用電源システムを構成することができ、
搭載用電源システムの構成がいっそう簡素かつ安価にな
るという効果がある。また、エンジン停止中の始動用蓄
電装置（２）の放電を、完全かつ確実に防止して次回の
エンジン始動用の充電量を確保することができるという
効果もある。

【００１８】（第５手段）本発明の第５手段は、請求項
５記載の搭載用電源システムであって、充電用スイッチ
（５または５’）は、ＮＯ（ノーマリー・オープン）型
リレー（５）を含むリレーおよびＭＯＳ型半導体スイッ
チ（５’）を含む半導体スイッチのうちいずれかである
ことを特徴とする。

【００１９】本手段でＮＯ型リレー（５）を採用した場
合には、リレーコイルで消費される電力なしに、エンジ
ン停止中など長時間にわたり充電用スイッチ（５）を開
いた状態に保つことができる。一方、ＭＯＳ型半導体ス
イッチ（５’）を採用した場合にも、制御手段（６
１’，６４）からゲート電圧をかけることなく、エンジ
ン停止中など長時間にわたり充電用スイッチ（５）を開
いた状態に保つことができる。

【００２０】したがって、本手段によればさらに、より
確実に始動用蓄電装置（２）の放電を防ぐことができる
とともに、制御手段（６１〜６５）を簡素に構成するこ
とができるという効果がある。特に、ＭＯＳ型半導体ス
イッチ（５’）を採用した場合には、充電用スイッチ
（５）は機械的に作動する部分や接点が無いソリッドス
テートになるから、故障が減り、信頼性が高まるという
効果がある。

【００２１】（第６手段）本発明の第６手段は、請求項
６記載の搭載用電源システムであって、充電用スイッチ
制御手段（６１〜６５）は、始動用蓄電装置（２）の充
電率を判定する充電率判定手段を有し、該充電率が所定
量以上であると判定される場合には、前記充電用スイッ
チを開くことを特徴とする。ここで、充電率とは、始動
用蓄電装置（２）の満充電状態を１００％として何％ま
での電気容量が充電されているかを指す。

【００２２】本手段では、次回のエンジン始動に必要な
充電量を確保したうえで判定基準を１００％よりも幾分
低い充電率に置くことにより、充電効率（充電率の増加
量／充電に要する電力量）が著しく低下する１００％付
近の充電や過充電を回避することができ、充電効率が向
上する。したがって、本手段によればさらに、次回のエ
ンジン始動に必要な充電量を確保しながら、非効率的な
充電による電力消費を抑制することができる。その結
果、エンジンの燃費が向上し、かつ、発電機（３）およ
び始動用蓄電装置（２）を含む回路の発熱が減少すると
いう効果がある。

【００２３】（第７手段）本発明の第７手段は、請求項
７記載の搭載用電源システムであって、始動用蓄電装置
（２）へ接続され電流を検知する電流センサー（７，６
２Ａ，６３ａ）を有し、制御手段（６１，６２，６３）
内蔵の充電率判定手段は、電流センサー（７，６２Ａ，
６３ａ）の検出値、同検出値の積算値および同検出値が
所定値以上である時間の積算値のうちいずれかに基づい
て、始動用蓄電装置（２）の充電率を判定することを特
徴とする。

【００２４】本手段では、電流センサー（７，６２Ａ，
６３ａ）の検出値や、同検出値の積算値、または同検出
値が所定値以上である時間の積算値によって、始動用蓄
電装置（２）の充電率が十分であるか否かが判定され
る。判定の結果、始動用蓄電装置（２）の充電率が十分
であれば、充電用スイッチ（５）は開いて始動用蓄電装
置（２）への充電は停止し、前述の第６手段と同様の効
果が得られる。

【００２５】したがって、本手段によればさらに、電流
センサー（７，６２Ａ，６３ａ）と制御手段（６１，６
２，６３）内の簡単な演算とにより、簡便に始動用蓄電
装置（２）の充電率の判定ができるという効果がある。 （第８手段）本発明の第８手段は、請求項８記載の搭載
用電源システムであって、充電用スイッチ制御手段は、
エンジン始動後から充電用スイッチ（５）が閉じている
時間を積算し、この積算値が所定時間に達すると充電用
スイッチ（５）を開けることを特徴とする。

【００２６】本手段では、電圧センサーや電流センサー
など、始動用蓄電装置（２）の充電率を計測するセンサ
ーの類を一切必要とせず、計時のみで始動用蓄電装置
（２）の充電率を推測して充電用スイッチ（５）が開か
れ、過充電が防止される。したがって、本手段によれば
さらに、始動用蓄電装置（２）の過充電を防止する搭載
用電源システムを、いっそう簡素かつ安価に構成するこ
とができるという効果がある。

【００２７】（第９手段）本発明の第９手段は、請求項
９記載の搭載用電源システムであって、充電用スイッチ
（５）に直列に接続されている電流制限用抵抗（１４，
１４’）を有することを特徴とする。本手段では、エン
ジン始動後に汎用回路（Ｃ１）と始動用回路（Ｃ２）と
の間に大きな電位差がある状態で充電用スイッチ（５）
が閉じても、弱い（電圧降下がダイオードより小さい）
電流制限用抵抗（１４，１４’）が両回路（Ｃ１，Ｃ
２）に介在している。それゆえ、始動用蓄電装置（２）
への突入電流が制限されて、充電用スイッチ（５）を過
大な電流が流れることはない。

【００２８】したがって、本手段によればさらに、充電
用スイッチ（５）が過電流から保護されるので、より小
型軽量かつ安価な充電用スイッチ（５）を採用すること
ができるという効果がある。 （第１０手段）本発明の第１０手段は、請求項１０記載
の搭載用電源システムであって、充電用スイッチはＮＯ
型リレー（５）であり、充電用スイッチ制御手段（６
５）は、リレーのリレーコイル（５Ｃ）に直列で電流制
限用抵抗（１４’）に並列に接続されている半導体ダイ
オード（６５ｄ）からなることを特徴とする。ここで、
ダイオード（６５ｄ）は、汎用回路（Ｃ１）から始動用
回路（Ｃ２）へ電力が流れる向きに取り付けられてい
る。

【００２９】本手段では、汎用回路（Ｃ１）から始動用
回路（Ｃ２）へ電力が流れる向きに両回路（Ｃ１，Ｃ
２）の電位差が所定電圧（ダイオード（６５ｄ）の電圧
降下分程度）以上になった場合にのみ、充電用スイッチ
（５）が閉じる。それゆえ、電力の逆流による始動用蓄
電装置（２）の放電は起こらない。その際、電流制限用
抵抗（１４’）による電位差がダイオード（６５ｄ）の
電圧降下分を割らない範囲で、充電用スイッチ（５）は
閉状態に保持される。

【００３０】また、電流制限用抵抗（１４’）の作用で
始動用蓄電装置（２）への突入電流は制限され、充電用
スイッチ（５）に過大な電流が流れることはない。同様
に、リレーコイル（５Ｃ）およびダイオード（６５ｄ）
はバイパス回路であるから、大電流が流れることはな
い。したがって、本手段によればさらに、充電用スイッ
チ（５）およびその制御手段（６５）が統合された充電
用スイッチ・ユニット（５”）が構成される。その結
果、極めて簡素で小型軽量かつ安価な搭載用電源システ
ムを提供することができるという効果がある。

【００３１】（第１１手段）本発明の第１１手段は、請
求項１１記載の搭載用電源システムであって、汎用バッ
テリー（１）の電圧が所定電圧より低い場合を含むエン
ジン始動時に、充電用スイッチ制御手段（６２，６３
ｂ，６４）は充電用スイッチ（５，５’）を閉じること
を特徴とする。

【００３２】本手段では、汎用バッテリー（１）が過放
電や寿命などによりエンジン始動に必要な点火系等の基
本電気負荷に電力を供給しえない場合にも、始動用蓄電
装置（２）からの電力供給が可能である。逆に、始動用
蓄電装置（２）の充電率が十分でない場合にも、汎用バ
ッテリー（１）から始動用の電力の供給を受けてエンジ
ンを始動することが可能である。

【００３３】したがって、本手段によればさらに、汎用
バッテリー（１）や始動用蓄電装置（２）の不具合によ
るエンジン始動不能の事態が回避されるので、車両等の
稼働率がいっそう高まるという効果がある。 （第１２手段）本発明の第１２手段は、請求項１２記載
の搭載用電源システムであって、始動用蓄電装置（２）
の端子電圧（Ｖ２）を測定する電圧センサー（６３ａ）
と、エンジン始動時にその検出値が所定電圧未満になる
ことを判定する寿命判定手段（６３ｃ）と、始動用蓄電
装置（２）の寿命に関する警報を発する警報手段（１
７）とを有することを特徴とする。

【００３４】本手段では、始動用蓄電装置（２・特にバ
ッテリーの場合）が長期間使用されて寿命になると、大
電流供給時に端子電圧（Ｖ２）が低下するようになる性
質を利用し、警報を出して始動用蓄電装置（２）の交換
時期を運転者に報知する。したがって、本手段によれば
さらに、適正な時期に始動用蓄電装置（２）の交換がで
き、維持費の節約と高い稼働率とを両立させることがで
きるという効果がある。

【００３５】（第１３手段）本発明の第１３手段は、請
求項１３記載の搭載用電源システムであって、始動用蓄
電装置（２）の端子電圧（Ｖ２）を測定する電圧センサ
ー（６２Ａ）と、端子電圧（Ｖ２）が所定電圧未満であ
ることを判定する蓄電判定手段とを備えている。本手段
は、充電用スイッチ制御手段（６２，６４）内蔵の上記
蓄電判定手段により、検出値（Ｖ２）が所定電圧未満で
あると判定されている場合には、エンジン始動時に充電
用スイッチ制御手段（６１）は充電用スイッチ（５，
５’）を閉じることを特徴とする。

【００３６】本手段では、始動用蓄電装置（２）の充電
が十分でない場合（エンジン始動に再三失敗した場合な
ど）に、充電容量の大きな汎用バッテリー１から給電を
受けて始動用蓄電装置（２）を充電し、再びエンジン始
動を試みることができる。したがって、本手段によれば
さらに、始動用蓄電装置（２）の充電率が不足している
場合にもエンジンの始動が可能になり、車両等の稼働率
をいっそう高めることができるという効果がある。

【００３７】（第１４手段）本発明の第１４手段は、請
求項１４記載の搭載用電源システムであって、始動用蓄
電装置（２）および汎用バッテリー（１）の充電率を判
定する充電率判定手段（６３ｃ）と、発電機（３）の調
整電圧（ＶＣ）を制御する調整電圧制御手段（６３ａ）
とを有する。整電圧制御手段（６３ａ）は、充電率判定
手段（６３ｃ）により充電率が所定量以上であると判定
された場合には調整電圧（ＶＣ）を低い値とし、これ以
外の場合には調整電圧（ＶＣ）を高い値とする作用をも
つことを特徴とする。

【００３８】本手段では、始動用蓄電装置（２）および
汎用バッテリー（１）のうちいずれかの充電率が十分で
ない場合には、調整電圧（ＶＣ）が高まって発電機
（３）の給電電圧が高くなって、速やかに充電が完了す
る。反対に、充電が完了して始動用蓄電装置（２）汎用
バッテリー（１）ともに十分な充電率に達したら、調整
電圧（ＶＣ）が落ちて発電機（３）の給電電圧が低くな
り、発電機（３）の回転負荷が軽減されてエンジンの燃
費が向上する。同時に、始動用蓄電装置（２）および汎
用バッテリー（１）の過充電が防止される。

【００３９】したがって、本手段によればさらに、過充
電が防止されるうえ、速やかな充電と燃費の向上とが両
立されるという効果がある。

【００４０】

〔実施例１〕

（実施例１の構成）本発明の実施例１としての搭載用電
源システムは、ガソリンエンジンを備えたＦＦ型自動車
に搭載されている電源システムである。本システムは、
図１に示すように、汎用バッテリー１、始動用蓄電装置
としての始動用バッテリー２、発電機としてのレギュレ
ーター付きオルタネーター３、電動スターター４、充電
用スイッチとしてのＮＯ（ノーマリー・オープン）型リ
レー５および充電用スイッチ制御手段６１を主要な構成
要素としている。

【００４１】汎用バッテリー１は通常の鉛蓄電池であっ
て、その定格電圧は１２Ｖ、容量は５０Ａｈ、内部抵抗
はおおよそ２０ｍΩである。汎用バッテリー１は、本電
源システムを搭載している自動車の後部に設けられたト
ランクの一区画に装備されており、前方に重心が偏りが
ちなＦＦ型自動車の重心を後方に移して前後の重量バラ
ンスを改善している。重量バランスが良くなると、自動
車の走行性能が向上する効果がある。また、汎用バッテ
リー１がエンジンルームの高温に曝されることがないの
で、汎用バッテリー１の温度環境が改善され、液減りが
少なくなって汎用バッテリー１の寿命が伸びるという効
果もある。

【００４２】一方、始動用バッテリー２は内部抵抗が小
さい小型軽量小容量の鉛蓄電池であって、その定格電圧
は１２Ｖ、容量は５Ａｈ、内部抵抗は数ｍΩ〜１０ｍΩ
程度である。始動用バッテリー２は、エンジン始動時に
大電流を必要とする電動スターター４の近傍のエンジン
ルーム内に装備されている。始動用バッテリー２は小型
軽量であるから、エンジンルーム内の空間に余裕を生
じ、また、重心を前方へ移す作用も極めて少ない。な
お、始動用バッテリー２および電動スターター４を接続
している回路にのみ大電流を許容する太い導線が使用さ
れており、電圧低下と異常発熱とを防いでいる。

【００４３】オルタネーター３は、通常のＩＣ型レギュ
レーター付き小型オルタネーター（三相交流発電機）で
あって、エンジンに駆動されて１３Ｖ〜１５Ｖ程度の直
流電力を生じる。その発電電圧は、レギュレーター・セ
ンサー端子Ｓから汎用バッテリー１の端子電圧Ｖ１を感
知して、適正な範囲に自動的に調整される。電動スター
ター４は、通常の自動車用エンジンスターターである。
電動スターター４は、イグニッション・キー（図示せ
ず）に連動するリレー・スイッチ（図示せず）を内蔵し
ていて、キーによる始動操作が行われている間のみ電動
機として作用しエンジンを始動する。

【００４４】汎用バッテリー１およびオルタネーター３
は、それぞれ負極を接地しており、各々の正極は互いに
接続されて汎用回路Ｃ１を形成している。汎用回路Ｃ１
には、点火系などの基本電気負荷８と各種の一般電気負
荷１０，１２が、汎用バッテリー１およびオルタネータ
ー３と並列に接続されている。基本電気負荷８には、イ
グニッション・キー（図示せず）に連動するイグニッシ
ョン・スイッチ９が汎用回路Ｃ１との間に直列に介設さ
れており、スイッチ９はエンジン運転時に閉じて基本電
気負荷８に通電する。一般電気負荷１０，１２は、各種
ライト、オーディオ機器などであって、それぞれにはス
イッチ１１，１３が直列に接続されている。

【００４５】後部トランクに装備されている汎用バッテ
リー１とも接続している汎用回路Ｃ１には、基本的にエ
ンジン始動時の大電流が流れることはないので、汎用回
路Ｃ１は比較的安価な細くて軽い導線で形成されてい
る。したがって、本実施例の搭載用電源システムの回路
を構成する導線は、大半が軽量かつ安価な導線であり、
重量・価格ともに低減されている。

【００４６】一方、始動用バッテリー２および電動スタ
ーター４は、それぞれ負極を接地しており、各々の正極
は互いに接続されて始動用回路Ｃ２を形成している。始
動用バッテリー２の正極の配線には、電流センサー７が
取り付けられていて、始動用バッテリー２の放電電流お
よび充電電流を計測できるようになっている。汎用回路
Ｃ１と始動用回路Ｃ２とは、ＮＯ型リレー５によって連
絡している。リレー５は、充電用スイッチ制御手段６１
によって開閉される。制御手段６１は、半導体チップ
（マイコン・チップ）を核とする電子制御装置であっ
て、汎用バッテリー１の端子電圧Ｖ１および電流センサ
ー７の出力Ｉ１に基づき、内蔵したロジックに従ってリ
レー５の開閉を制御する。制御手段６１は、通常時は汎
用回路Ｃ１から給電を受けているが、汎用回路Ｃ１の電
圧Ｖ１が異常に低下した場合には、ダイオード（図示せ
ず）を内蔵した電源回路（図示せず）により自動的に始
動用バッテリー２からの給電を受ける。

【００４７】（実施例１の作用・効果）以上のように構
成されている本実施例の搭載用電源システムは、次のよ
うに作用する。まず、汎用バッテリー１および始動用バ
ッテリー２が、ともに所定の充電率（充電の水準）を満
たしている場合である。

【００４８】エンジン始動時には、リレー５は開いてお
り、汎用回路Ｃ１と始動用回路Ｃ２とは接続されていな
い。運転席でのキー操作により、スイッチ９が閉じて基
本電気負荷８に汎用バッテリー１から通電する。この状
態で電動スターター４内蔵のリレー（図示せず）が閉じ
ると、始動用バッテリー２から大電流が供給されて電動
スターター４はエンジンを回転駆動する。この際、大電
流の供給により始動用回路Ｃ２で電圧降下が起きても、
基本電気負荷８は汎用バッテリー１から汎用回路Ｃ１を
介して電力の供給を受けているので、基本電気負荷８に
は安定した電力が供給されるという効果がある。同様
に、一般電気負荷１０，１２へも安定した電力が供給さ
れるので、高度に安定した電源が求められる電子装置な
どにも適するという効果がある。

【００４９】なお、始動用バッテリー２から供給される
始動電流Ｉｃは、電流センサー７で検知され、判定手段
６１で積算されて積算値が記憶される。エンジンが始動
してしまうと、同積算値には１以上の適当な係数が掛け
られて充電すべき電流量ＭＡＸが定められる。ここで、
上記係数を１以上の適当な数値にしたのは、充電に伴う
損失を補うためである。

【００５０】エンジンが始動し、オルタネーター３の回
転が上がって発電電圧も適正な水準に達すると、充電用
スイッチ制御手段６１は端子電圧Ｖ１の測定によりその
旨を認識し、リレーコイル（図示せず）に通電してＮＯ
型リレー５を閉じる。ただし、汎用バッテリー１の端子
電圧Ｖ１が１３Ｖに達していない場合には、制御手段６
１はリレー５を開け、始動用回路Ｃ２から汎用回路Ｃ１
に電流が逆流して始動用バッテリー２が放電することを
防止する。

【００５１】制御手段６１はまた、電流センサー７の充
電電流Ｉ１を時間積分（積算で近似）して前述の充電す
べき電流量ＭＡＸと比較することにより、始動用バッテ
リー２の充電率が十分であるか否かを判定する。始動用
バッテリー２が満充電と判定された場合には、制御手段
６１は、リレー５を開いて始動用バッテリー２の過充電
を防止する。リレー５を開くことにより、オルタネータ
ー３の負担も軽減される。また、始動用回路Ｃ２が基本
電気負荷８および一般電気負荷１０，１２と遮断される
ので、ひとたび充電された始動用バッテリー２が放電す
ることがなく、次回のエンジン始動用の電力量が確保さ
れる。

【００５２】以上の制御手段６１に内蔵された制御ロジ
ックは、図２に示すように、単純な論理構成である。す
なわち、キーが挿入された段階でロジックがスタート
し、ステップＳ１１で充電電流Ｉ１の積算値ＡＨがゼロ
リセットされる。少なくとも一回の試行の後、ステップ
Ｓ１２でエンジンが始動すると、制御ロジックはステッ
プＳ１３に進む。この際、放電された電流Ｉｃの積算値
に基づき、前述の充電すべき電流量ＭＡＸも算出されて
いる。

【００５３】ステップＳ１３では、汎用バッテリー１の
端子電圧Ｖ１が１３Ｖ未満であるか以上であるかが判定
される。端子電圧Ｖ１が１３Ｖ未満である場合には、ス
テップＳ１５でリレー５（図中ＳＷ５）を開いたままに
し、１３Ｖ以上であった場合にのみ、ステップＳ１４で
リレー５を閉じる。ここで、ステップＳ１３には、始動
用バッテリー２の充電率が１００％であるか否かを判定
する充電率判定手段としての作用があるので、制御手段
６１はソフトウェア的に充電率判定手段を備えている。

【００５４】この間、充電電流Ｉ１の積算は続けられ、
ステップＳ１６で、積算値ＡＨが満充電に相当する値Ｍ
ＡＸに達したか否かが判定される。達していない場合に
は、ステップＳ１３に戻って再び繰り返されるが、達し
たと判定されると始動用バッテリー２は充電容量を回復
したと見なされ、リレー５は開いて制御ロジックは終了
する。

【００５５】エンジンが回転している間に、汎用バッテ
リー１の充電も行われる。ただし、アイドリングによる
回転数の不足や消費電流の過剰などのせいでオルタネー
ター３の発電が追いつかず、電流センサー７によりエン
ジン回転中の始動用バッテリー２の放電電流が検出され
る場合もあり得る。（この判定は、オルタネーター３の
デューティー・ファクターが１００％に達したか否かに
よっても可能である。）その場合には、制御手段６１は
リレー５を開いて汎用バッテリー１の端子電圧Ｖ１が十
分に上昇するまで保ち、始動用バッテリー２の放電を防
止する。

【００５６】以上を総括すると、充電用スイッチ制御手
段６１は、エンジン始動後にオルタネーター３の発電電
圧が十分に上がるのを待ってリレー５を閉じ、始動用バ
ッテリー２の早期充電に努める。そして、始動用回路Ｃ
２から汎用回路Ｃ１に電流が逆流する場合には、制御手
段６１はリレー５を開いて始動用バッテリー２の放電を
防止し、次回のエンジン始動に必要な始動用バッテリー
２の充電率は確保される。

【００５７】なお、エンジンを停止した後（すなわちエ
ンジン停止中）は、スイッチ９と同期して制御手段６１
への電源も絶たれる。すると、制御手段６１からリレー
５のリレーコイル（図示せず）への電流も絶たれるの
で、ＮＯ（ノーマリー・オープン）型のリレー５は開
き、始動用バッテリー２の蓄電率は次回のエンジン始動
まで保存される。つまり、リレー５の開上体に保持する
ために電力を要せず、一般電気負荷１０，１２の放置が
あった場合や汎用バッテリー１の端子電圧Ｖ１が異常に
低下していた場合にも始動用蓄電装置２が放電すること
はない。それゆえ、次回のエンジン始動に要する電力量
は始動用バッテリー２に確保されており、いわゆるバッ
テリー上がりによる始動不能の恐れはない。

【００５８】ところで、稀には汎用バッテリー１の電圧
Ｖ１が所定電圧（例えば１０Ｖ）より低い場合もあり得
る。その場合には、エンジン始動時に、充電用スイッチ
制御手段６１はリレー５を閉じ、始動用バッテリー２か
ら基本電気負荷８に給電してエンジンを始動することが
できる。なお、リレー５から汎用バッテリー１に通じる
汎用回路Ｃ１の途中Ｐ１にＮＣ（ノーマリー・クロー
ズ）型リレー等のスイッチを挿置し、汎用バッテリー１
の電圧Ｖ１が低い状態で始動する際には、汎用バッテリ
ー１および一般電気負荷１０，１２を始動用回路Ｃ２か
ら切り離してもよい。

【００５９】以上詳述したように、本実施例の搭載用電
源システムによれば、エンジン始動後所定時間経てば始
動用バッテリー２が常に満充電された状態に保たれてお
り、次回のエンジン始動に必要な始動電力は必ず確保さ
れているという効果がある。また、リレー５が閉じてい
る時に、ダイオードを経由せずに汎用回路Ｃ１から始動
用回路Ｃ２へ導通しているので、ダイオードによる電圧
降下や電力消費などの無駄がなく、効率よくかつ速やか
に始動用バッテリー２の充電が行われるという効果もあ
る。

【００６０】さらに、電動スターター４の駆動電流は専
ら始動用バッテリー２から供給され、リレー５に大電流
が流れないので、リレー５に要求される電流容量は小さ
いので、リレー５を小型・軽量・安価にすることができ
るという効果もある。また、充電用スイッチ制御手段６
１の内蔵するロジックが簡単であるから、制御手段６１
も小型・軽量・安価にすることができるという効果もあ
る。同様に、始動用バッテリー２と電動スターター４と
を互いに接続している回路を除き、大電流を許容する配
線や回路要素は必要とされないので、搭載用電源システ
ム全体が小型・軽量・安価になるという効果もある。

【００６１】（実施例１の変形態様１）実施例１では、
充電用スイッチ制御手段６１は、図２に示した制御ロジ
ックにおいて、始動用バッテリー２の満充電をもってリ
レー５を開き、制御を終えることにしてあった。しか
し、満充電ではないが次回にエンジン始動に十分な充電
率をもってリレー５を開き、始動用バッテリー２の充電
を終了するという制御ロジック（または充電率判定手
段）の変形態様も可能である。

【００６２】本変形態様によれば、始動用バッテリー２
を過充電により傷めることがなく、かつ、効率のよい充
電ができ、発熱等による電力損失が少ないので燃費も改
善されるという効果がある。これは、始動用バッテリー
２の充電特性に起因している。すなわち、端子電圧を１
４Ｖに保って始動用バッテリー２を充電した場合、図３
に示すように充電率が１００％になる少し前の充電率Ｊ
（例えば８０％）で充電を終了すれば、図４に示すよう
に充電に要する時間Ｔｃは１００％充電に比べて激減す
る。

【００６３】充電を１００％未満の充電率Ｊで終了する
には、前述の制御ロジック（図２参照）のステップＳ１
６でＭＡＸの値を少し低減するだけでもよい。あるい
は、再び図３に示すように、汎用回路Ｃ１の電圧Ｖ１が
所定電圧（例えば１４Ｖ）の下で、電流センサー７の充
電電流がＩｃを割り込んだ時点で始動用バッテリー２の
充電率は十分と判定し、リレー５を開いてもよい。

【００６４】（実施例１の変形態様２）充電用スイッチ
として、ＮＯ型リレー５に代えて、図５に示すように、
ＭＯＳ型半導体スイッチ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）５’を採用
している構成の変形態様も可能である。ＭＯＳ型半導体
スイッチ５’は、ドレイン領域Ｄを汎用回路Ｃ１に、ソ
ース領域Ｓを始動用回路Ｃ２に、ゲート電極Ｇは充電用
スイッチ制御手段６１’の充電用スイッチ制御端子に接
続されている。したがって、充電用スイッチ制御手段６
１’からゲート電極Ｇに所定の制御電圧が印加された場
合にのみ、ドレイン領域Ｄとソース領域Ｓとの導通が得
られ、汎用回路Ｃ１から始動用回路Ｃ２に電流が流入す
る。なお、このＭＯＳ型半導体スイッチ５’には、寄生
ダイオード５１に直列で寄生ダイオード５２に並列に抵
抗成分５３が形成されているので、寄生ダイオードによ
る放電が防止されており、ゲート電圧がかからない状態
では電流のリークはほとんどない。

【００６５】本変形態様では、制御手段６１からゲート
電圧をかけることなく、エンジン停止中など長時間にわ
たりＭＯＳ型半導体スイッチ５’の導通がない状態に保
つことができる。したがって、本変形態様によればさら
に、充電用スイッチに機械的に作動する部分や接点が無
いソリッドステートになるから、故障が減り、信頼性が
高まるという効果がある。

【００６６】（実施例１の変形態様３）始動用蓄電装置
として、始動用バッテリー２の代わりに電気二重層コン
デンサーを採用している構成の変形態様も可能である。
電気二重層コンデンサーは、比較的小さな容積と軽い重
量でありながら十分な始動用電気容量が得られるうえ
に、高温にも低温にも強く、破損や劣化の心配なく急速
充電が可能である。また、電気二重層コンデンサーは内
部抵抗が著しく小さいので、大電流が流れるエンジン始
動時にも内部損失が極めて少なく、効率が良いという効
果もある。

【００６７】したがって、本変形態様によればさらに、
容積の制限が厳しく高温に曝されるエンジンルーム内へ
の装備がいっそう容易になり、電動スターター４により
近く配置できるので、始動時の電力損失も少ないという
効果がある。また、充電時および放電時の損失が少ない
ので、充電時にも放電時にもよりいっそう効率が高まる
という効果がある。

【００６８】（実施例１の変形態様４）実施例１の搭載
用電源システムから電流センサー７とそれに連なる検出
回路（制御手段６１に内蔵）を廃止して、電流センサー
なしの変形態様を構成することも可能である。本変形態
様では、充電用スイッチ制御手段６１は、エンジン始動
後、汎用回路Ｃ１の電圧Ｖ１が所定の水準（たとえば１
３Ｖ）以上である期間で充電用スイッチが閉じている時
間を積算する。同積算値が所定時間に達すると、制御手
段６１はリレー５を開けて、始動用バッテリー２の充電
を終了するとともに放電を防止する。これは、再び図４
に示すように、エンジン始動後、所定時間Ｔｃ（例えば
３０分）が経てば、始動用バッテリー２が当初かなり放
電していても十分な充電率に達しているという事実に基
づくものである。

【００６９】ここでさらに、制御手段６１は電動スター
ター４を駆動している時間を積算し、積算された始動時
間に応じて上記充電にかける時間を定めれば、過不足な
く始動用バッテリー２に充電することも可能になる。し
たがって、本変形態様によればさらに、始動用バッテリ
ー２の過充電や望まない放電を防止する搭載用電源シス
テムを、いっそう簡素かつ安価に構成することができる
という効果がある。

【００７０】（実施例１の変形態様５）制御手段６１の
制御ロジックを変更し、エンジン始動時には無条件にリ
レー５を閉じるロジックにした変形態様も可能である。
本変形態様では、汎用バッテリー１が過放電や寿命など
によりエンジン始動に必要な点火系等の基本電気負荷に
電力を供給しえない場合にも、始動用バッテリー２から
の電力供給が可能である。逆に、始動用バッテリー２の
充電率が十分でない場合にも、汎用バッテリー１から始
動用の電力の供給を受けてエンジンを始動することが可
能である。この場合には、汎用バッテリー１からの給電
で始動用バッテリー２をある程度充電したのちに、始動
を試みることも可能である。

【００７１】したがって、本変形態様によればさらに、
汎用バッテリー１および始動用バッテリー２の両方が充
電不足にならないかぎり、バッテリー上がりによるエン
ジン始動不能の事態は回避されるので、車両等の稼働率
がいっそう高まるという効果がある。 〔実施例２〕 （実施例２の構成）実施例２としての搭載用電源システ
ムでは、図６に示すように、電流制限用抵抗（０．０５
Ω程度）１４がＮＯ型リレー５に直列に接続されて、汎
用回路Ｃ１および始動用回路Ｃ２の間に挿置されてい
る。また、始動用バッテリー２と基本電気負荷８とを短
絡させる非常用スイッチ１５と、その制御手段１６が装
備されており、制御手段１６は充電用スイッチ制御手段
６２により制御される。

【００７２】また、充電用スイッチ制御手段６２は電流
センサー部６２Ａを有し、電流センサー部６２Ａは、電
流制限用抵抗１４の両端の電圧電圧Ｖ２，Ｖ３を検知し
て、リレー５および抵抗１４に流れる電流を測定してい
る。電流センサー部６２Ａは、始動用バッテリー２の端
子電圧Ｖ２を測定する電圧センサーをも兼ね、制御手段
６２は測定された端子電圧Ｖ２が所定電圧（例えば１０
Ｖ）未満であることを判定する蓄電判定手段（図示せ
ず）とを内蔵している。

【００７３】同様に、充電用スイッチ制御手段６２は、
汎用バッテリー１の端子電圧Ｖ１をも検出しており、総
括すると端子電圧Ｖ１，Ｖ２と両回路Ｃ１，Ｃ２間を流
れる電流Ｉ２とが検出されている。その外の構成は、実
施例１としての搭載用電源システムと同様である。 （実施例２の電流制限用抵抗の作用）電流制限用抵抗１
４の作用により、始動用バッテリー２が放電して容量が
底を突いてしまい、その端子電圧Ｖ２が著しく低下して
しまった場合にも、両回路Ｃ１，Ｃ２間を流れる電流Ｉ
２は制限を受ける。例えば乗用車の場合、始動用バッテ
リー２の充電初期にはオルタネーター３の全出力が充電
電流となり、再び図３に示すように、１５０Ａ程度の大
電流が流れることが起こりうる。しかし、０．０５Ωの
電流制限用抵抗１４の作用で、この突入電流Ｉ２を１０
０Ａ程度に抑制することができる。両回路Ｃ１，Ｃ２間
を流れる電流Ｉ２の最大値が抑制されるので、リレー
５、抵抗１４および関連する配線等の電流容量の規格を
落とし、いっそう小型軽量かつ安価に搭載用電源システ
ムを構成することができる。

【００７４】なお、電流制限用抵抗１４による電圧降下
は、充電電流Ｉ２が大きい場合には相応に大きなものに
なるが、始動用バッテリー２の充電が進み、充電電流Ｉ
２が小さくなるとこれに比例して小さくなる。したがっ
て充電後期においては、抵抗１４による電圧降下はダイ
オード（１Ｖ程度）よりずっと少なく、効率的に充電が
なされる。

【００７５】（実施例２の充電用スイッチ制御手段関係
の作用）充電用スイッチ制御手段６２に内蔵されている
制御ロジックは、図７に示すように、実施例１よりも幾
分複雑な論理構成になっている。まず、運転席でキー
（図示せず）を入れると本制御ロジックはスタートし、
ステップＳ２０で基本電気負荷８に通じるイグニッショ
ン・スイッチ９（図中ＳＷ９）を閉じ、点火系などに汎
用回路Ｃ１から通電する。続いてステップＳ２１では汎
用バッテリー１の端子電圧Ｖ１が１０Ｖ未満であるか否
かが判定され、未満であると判定された場合にのみスイ
ッチ９を開いて弱った汎用バッテリー１を切り離し、非
常用スイッチ１５を閉じて始動用バッテリー２から基本
電気負荷８に通電する。

【００７６】したがって、汎用バッテリー１および始動
用バッテリー２のうちいずれかが正常であれば、確実に
エンジン始動を行うことができる。しかるのち、ステッ
プＳ２３で少なくとも１回のエンジン始動の試みを経
て、エンジンは始動し、ステップＳ２４〜ステップＳ２
８のルーチンへ移行する。ステップＳ２４では、汎用バ
ッテリー１の端子電圧Ｖ１が正常（１２Ｖを越える）か
否かが判定される。端子電圧Ｖ１が正常である場合にの
み汎用バッテリー１は回復したものと見なされ、ステッ
プＳ２５で、イグニッション・スイッチ９が閉じて基本
電気負荷８には汎用バッテリー１から給電されるように
なり、非常用スイッチ１５は開けられる。

【００７７】次にステップＳ２６では、汎用バッテリー
１の端子電圧Ｖ１により始動用回路Ｃ２への充電能力の
有無が判定される。電圧Ｖ１が１３Ｖ以上と判定された
場合には、ステップＳ２７ａで充電用スイッチ５が閉
じ、汎用回路Ｃ１から始動用回路Ｃ２に電流が流入し
て、始動用バッテリー２が充電される。逆に、電圧Ｖ１
が１３Ｖ以下と判定された場合には、始動用回路Ｃ２へ
の充電能力はなく、ステップＳ２７ｂで充電用スイッチ
５は開けられ、始動用バッテリー２が放電することを防
止する。

【００７８】最後にステップＳ２８で、電流Ｉ２が所定
の値Ｉｃ（例えば２Ａ，図３参照）未満に低下したか否
かが判定される。電流Ｉ２が所定値Ｉｃ以上であれば、
始動用バッテリー２は十分に充電が完了していないと見
なされ、ロジックはステップＳ２４へ戻る。逆に、電流
Ｉ２が所定値Ｉｃ未満であれば、始動用バッテリー２は
十分に充電が完了したものと見なされ、充電用スイッチ
５は開いて両回路Ｃ１，Ｃ２は互いに断絶し、制御ロジ
ックは終了する。こうして、始動用バッテリー２の充電
率は良好なまま次回のエンジン始動に備えられる。

【００７９】（実施例２の変形態様１）前述の制御ロジ
ックを簡易化し、ステップＳ２４〜ステップＳ２８の充
電判定ルーチンを廃止して、単にエンジン始動後の時間
だけで始動用バッテリー２の充電を打ち切る制御ロジッ
クをもった制御手段６２を有する変形態様も可能であ
る。これは、再び図４に示すように、エンジン始動後、
所定時間Ｔｃ（例えば３０分）が経てば、始動用バッテ
リー２が当初かなり放電していても十分な充電率に達し
ているという事実に基づくものである。

【００８０】（実施例２のその他の変形態様）実施例１
の変形態様１〜５に対応する各種変形態様が、本実施例
においても可能である。 〔実施例３〕 （実施例３の構成と効果）実施例３としての搭載用電源
システムは、図８に示すように、充電用スイッチ制御手
段としての充電制御用ＥＣＵ（電子制御ユニット）６３
と、運転席の計器板に装備された警報ランプ１７とを有
する点が実施例２と異なっている。

【００８１】充電制御用ＥＣＵ６３には、一つのユニッ
トのなかにＩ／Ｏポート６３ａ、充電用スイッチ制御回
路６３ｂ、ＣＰＵ６３ｃ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどが統
合されて格納されている。Ｉ／Ｏポート６３ａは、複数
の計測信号を取り込みデジタル信号に変換してＣＰＵ６
３ｃへ伝達するとともに、ＣＰＵ６３ｃから制御信号を
受け取って電圧等のアナログ信号に変換し、制御回路６
３ｂおよび警報ランプ１７を制御する。Ｉ／Ｏポート６
３ａには、汎用バッテリー１の充電率をモニターする計
測信号１Ｓ、始動用バッテリー２の端子電圧Ｖ２、およ
び電流制限用抵抗１４の両端の電圧（電流Ｉ２が分か
る）がそれぞれ入力されている。制御回路６３ｂは、Ｉ
／Ｏポート６３ａを経由してＣＰＵ６３ｃから与えられ
た制御信号に基づいて、ＮＯ型リレー５を開閉する。Ｃ
ＰＵ６３ｃは、ＲＯＭおよびＲＡＭとプログラムやデー
タのやり取りをしながら、Ｉ／Ｏポート６３ａを経由し
て与えられる各種計測値から、制御ロジック（プログラ
ム）を実行する。プログラムの実行の結果、ＣＰＵ６３
ｃは、充電用スイッチ５および警報ランプ１７を制御す
る信号を生成し、Ｉ／Ｏポート６３ａ等を介して充電用
スイッチ５および警報ランプ１７を制御する。

【００８２】その結果、オルタネーター３の発電電圧を
高低二段階に調節し、燃費を節約するとともに、始動用
バッテリー２だけではなく汎用バッテリー１の過充電に
よる損傷も防止されるという効果が生じる。また、始動
用バッテリー２の耐用寿命を検知し、警報ランプを点灯
して大きな不具合に至る以前に運転者に報知することが
できるという効果もある。

【００８３】（実施例３の制御ロジック）本実施例の搭
載用電源システムの充電用スイッチ制御手段としての充
電制御用ＥＣＵ６３では、図９に示すように、次の制御
ロジックに従って制御が行われる。まず、エンジンの始
動までは実施例１と同様であり、ステップＳ３１でエン
ジンは始動される。エンジン始動時に、ステップＳ３２
で始動用バッテリー２の端子電圧Ｖ２が所定値（下限
値）に達しているか否かが判定される。（すなわち、始
動用バッテリー２の端子電圧センサーと、エンジン始動
時の端子電圧Ｖ２が所定電圧未満になることを判定する
寿命判定手段と、始動用バッテリー２の寿命に関する警
報を発する警報手段とを、本実施例の搭載用電源システ
ムは備えている。） 端子電圧Ｖ２が異常に低いと判定された場合には、始動
用バッテリー２が耐用寿命に達し内部抵抗が異常に増加
しているものと見なされ、警報ランプ１７が点灯され
る。すると、始動用バッテリー２が完全に耐用年数を越
えて始動不能などの大きな不具合に至る以前に運転者に
報知することができ、同不具合を回避することができ
る。その結果、始動用バッテリー２を適正な時期に交換
することができるので、維持コストの低減という効果も
生じる。

【００８４】次に、ステップＳ３４では、始動用バッテ
リー２への充電電流Ｉ２が、下限値未満であるか否かが
判定される。充電電流Ｉ２が下限値未満と判定された場
合には、始動用バッテリー２が十分に充電されたものと
見なされ、ステップＳ３６ａに進んでリレー５（図中Ｓ
Ｗ５）が開かれて充電電流Ｉ２の供給は停止する。逆
に、充電電流Ｉ２が下限値異常と判定された場合には、
始動用バッテリー２の充電はまだ不十分と見なされ、ス
テップＳ３５に進む。

【００８５】ステップＳ３５では、汎用バッテリー１の
端子電圧Ｖ１が基準値（１２Ｖ）未満であるか否かが判
定される。端子電圧Ｖ１が１２Ｖ未満であると判定され
た場合には、汎用回路Ｃ１の電圧が十分に上昇しておら
ず、始動用バッテリー２を充電する余裕が無く、逆に始
動用バッテリー２から汎用回路Ｃ１に電力が流入する不
都合があると見なされる。その結果、ステップＳ３６ａ
に進んでリレー５（図中ＳＷ５）が開かれ、充電電流Ｉ
２は無くなる。

【００８６】逆に、ステップＳ３５で端子電圧Ｖ１が１
２Ｖ以上であると判定された場合には、汎用回路Ｃ１の
電圧が十分に上昇しており、始動用バッテリー２を充電
することができると見なされる。その結果、ステップＳ
３６ｂに進んでリレー５（図中ＳＷ５）が閉じ、充電電
流Ｉ２が汎用回路Ｃ１から始動用バッテリー２に供給さ
れる。さらに、汎用バッテリー１および始動用バッテリ
ー２は、ともに充電率が十分でないと見なされて、ステ
ップＳ３８ｂで調整電圧ＶＣが高い水準（１４．５Ｖ）
に上げられ、オルタネーター３の発電電圧が上昇して速
やかな充電が行われる。

【００８７】一方、ステップＳ３６ａでリレー５が開か
れた場合には、次のステップＳ３７で汎用バッテリー１
の容量が低下しているか否かが判定される。この判定
は、汎用バッテリー１に装着された容量センサー（例え
ば希硫酸濃度センサーなど）からの出力信号１Ｓに基づ
いて行われる。汎用バッテリー１の容量が低下している
場合には、それを補うべく前述のステップＳ３８ｂに進
み、調整電圧ＶＣが高い水準（１４．５Ｖ）に引き上げ
られる。逆に、汎用バッテリー１の容量低下が認められ
なかった場合には、両バッテリー１，２がともに十分に
充電されているものと見なされ、ステップＳ３８ａに進
んで、調整電圧ＶＣは低い水準（１３Ｖ）に設定され
る。その結果、オルタネーター３の回転負荷が減り、燃
費が改善されるという効果がある。

【００８８】ステップＳ３８ａを終えた場合にもステッ
プＳ３８ｂを終えた場合にも、制御ロジックはステップ
Ｓ３４へ戻って、エンジンを停止するまでこのルーチン
を繰り返す。すなわち、本実施例の搭載用電源システム
は、始動用バッテリー２および汎用バッテリー１の充電
率を判定する充電率判定手段と、調整電圧制御手段と
を、充電制御用ＥＣＵ６３内に有している。そして、調
整電圧制御手段は、充電率判定手段により充電率が所定
量以上であると判定された場合には調整電圧ＶＣを低い
値（１３Ｖ）とし、これ以外の場合には調整電圧ＶＣを
高い値（１４．５Ｖ）とする作用をもっている。

【００８９】本実施例によれば、前述の効果に加え、汎
用バッテリー１および始動用バッテリー２を速やかに、
かつ、バランス良く充電することができるという効果が
ある。 （実施例３の変形態様１）前述の制御ロジックにおい
て、汎用バッテリー１の寿命の判定も、汎用バッテリー
１に装着された容量センサー（例えば希硫酸濃度センサ
ーなど）からの出力信号１Ｓに基づいて行われる論理構
成にする変形態様も可能である。その際、警報ランプは
始動用バッテリー２の寿命の警報ランプ１７とは別個に
設けられることが望ましい。

【００９０】（実施例３の変形態様２）前述の制御ロジ
ックにおいて、ステップＳ３７で、汎用バッテリー１の
容量の判定に代えて、端子電圧Ｖ１による充電率の判定
が行われる論理構成をもつ変形態様も可能である。本変
形態様では、汎用バッテリー１の容量センサー１Ｓは必
要なく、実施例３よりもコスト低減できる。

【００９１】（実施例３のその他の変形態様）本実施例
の搭載用電源システムにおいても、実施例１の変形態様
１〜５に対応する各種変形態様が可能である。 〔実施例４〕 （実施例４の構成）実施例４は、図１０に示すように、
ディーゼルエンジン（したがって基本電気負荷８が無
い）を搭載した自動車用の簡素な構成の搭載用電源シス
テムである。本実施例の搭載用電源システムは、充電用
スイッチとしてのＭＯＳ型半導体スイッチ５’と、両バ
ッテリー１，２の端子電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいてＭＯＳ
型半導体スイッチ５’のゲート電圧を制御する充電用ス
イッチ制御手段６４とを有する。ＭＯＳ型半導体スイッ
チ５’については、前述の実施例１の変形態様２の項に
詳細が記されている。また、オルタネーター３は、汎用
バッテリー１の端子電圧Ｖ１から直接フィードバックを
受けている。

【００９２】（実施例４の作用）本実施例の搭載用電源
システムは、実施例２と同様に、始動用バッテリー２の
端子電圧Ｖ１を検出しており、端子電圧Ｖ１が所定電圧
未満であることを判定する蓄電判定手段とを制御手段６
４に備えている。したがって、実施例２の制御ロジック
と同様に、上記蓄電判定手段により端子電圧Ｖ１が所定
電圧未満であると判定されている場合には、エンジン始
動時に、ＭＯＳ型半導体スイッチ５’を導通させる論理
構成の制御ロジックを備えている。

【００９３】（実施例４の効果）本実施例によれば、充
電用スイッチとしてのＭＯＳ型半導体スイッチ５’と、
制御手段６４との両者に一か所も機械的に動く部分や電
気接点がなく、完全なソリッドステートであるので極め
て高い信頼性を実現することができるという効果があ
る。さらに、システムの構成および制御ロジックが簡素
であることも、高信頼性に寄与している。

【００９４】（実施例４の変形態様）本変形態様につい
ても、実施例１およびその変形態様１，３〜５に相当す
る変形態様が可能であり、それ相当の作用効果が得られ
る。 〔実施例５〕 （実施例５の構成）実施例５としての搭載用電源システ
ムは、図１１に示すように、充電用スイッチ・ユニット
５”が汎用回路Ｃ１と始動用回路Ｃ２との間に介設され
ていることを特徴とする。

【００９５】充電用スイッチ・ユニット５”は、リレー
接点５Ｓおよびリレーコイル５Ｃを有するＮＯ型リレー
５と、電流制御用抵抗１４’およびダイオード６５ｄと
からなる充電用スイッチ制御手段６５とで、構成されて
いる。リレー接点５Ｓと抵抗１４’とは、直列に接続さ
れて主接続回路ＣＭを形成しており、これと並列に設け
られたリレーコイル５Ｃとダイオード６５ｄとは、直列
に接続されて制御回路ＣＣを形成している。ここで、ダ
イオード６５ｄは、電圧降下が小さいゲルマニウムから
なる半導体ダイオードであり、汎用回路Ｃ１から始動用
回路Ｃ２へ電流が流れる向きに取り付けられている。

【００９６】なお、オルタネーター３は、前述の各実施
例と同様に、汎用バッテリー１の端子電圧Ｖ１のフィー
ドバックをセンサー端子Ｓで受けている。 （実施例５の作用）エンジン始動時および始動用バッテ
リー２の端子電圧Ｖ２の低下時には、汎用回路Ｃ１と始
動用回路Ｃ２との間に大きな電位差が生じ、ダイオード
６５ｄの準方向に制御回路ＣＣに電流が流れる。制御回
路ＣＣを流れる電流が所定量を越えると、リレーコイル
５Ｃに十分な磁気吸着力が生じ、リレー接点５Ｓは吸着
されて主接続回路ＣＭが閉じる。すると主接続回路ＣＭ
に充電電流Ｉ２が通って、始動用バッテリー２は充電さ
れる。（エンジン始動時の場合は、電流Ｉ２が始動用バ
ッテリー２を補助して、強力に電動スターター４を駆動
することができる。）この際、主接続回路ＣＭが閉じる
電位差のスレッショルドは、主に電流制御用抵抗１４’
の抵抗値の設定で調整することができる。主接続回路Ｃ
Ｍが閉じた状態でも、汎用回路Ｃ１から始動用回路Ｃ２
へ十分な電流が流れている間は、電流制御用抵抗１４’
が生じる電圧降下でリレーコイル５Ｃに電流が流れ、リ
レー５は閉じたままに保持される。

【００９７】やがて、始動用バッテリー２が十分に充電
されると始動用回路Ｃ２の電位が上昇し、汎用回路Ｃ１
との電位差が縮んでくる。その結果、制御回路ＣＣを流
れる電流が所定量を割り、リレーコイル５Ｃの磁気吸着
力が弱ってリレー接点５Ｓは開いて主接続回路ＣＭの接
続は解かれる。この際、リレー５に若干の振動が見られ
ても構わない。振動を除去したい場合には、簡単な回路
要素を付加することで対応することができる。

【００９８】逆に、アイドリング時等に汎用回路Ｃ１の
電位が始動用回路Ｃ２の電位よりも下がった場合には、
ダイオード６５ｄが電流を制御回路ＣＣに通さないの
で、リレー５は開いたままに保たれ、始動用バッテリー
２から放電する心配はない。それゆえ、次回のエンジン
始動時には、始動用バッテリー２は充電された状態で保
たれており、確実な始動を期待できる。

【００９９】なお、次回のエンジン始動をより確実にす
る目的で、基本電気負荷８の接続を汎用回路Ｃ１から始
動用回路Ｃ２へ移した構成でもよい。 （実施例５の効果）以上詳述したように、本実施例によ
れば、極めて簡素で軽量小型かつ安価に、次回のエンジ
ン始動を確実に行いうる搭載用電源システムを構成する
ことができる。

【０１００】なぜならば、汎用回路Ｃ１から始動用回路
Ｃ２へ流れる電流の大半は主接続回路ＣＭを流れ、制御
回路ＣＣを流れる電流はごく僅かである。それゆえ、ダ
イオード６５ｄも小容量の安価なもので間に合い、コス
トダウンになる。また、主接続回路ＣＭを流れる電流
も、電流制御用抵抗１４’の作用で最大値（突入電流）
が制限を受けるので、リレー５もそれほどの容量が要求
されることがなく、極めて安価に充電用スイッチ・ユニ
ット５”を構成することができる。

【０１０１】また、本実施例の搭載用電源システムは構
成が極めて簡素であるから、信頼性が高いという効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の搭載用電源システムの構成を示す
回路図

【図２】 実施例１の制御ロジックを示すフローチャー
ト

【図３】 始動用バッテリーの充電率と充電電流との関
係を示すグラフ

【図４】 充電時間と始動用バッテリーの充電率との関
係を示すグラフ

【図５】 変形態様２のＭＯＳ型半導体スイッチを示す
部分回路図

【図６】 実施例２の搭載用電源システムの構成を示す
回路図

【図７】 実施例２の制御ロジックを示すフローチャー
ト

【図８】 実施例３の搭載用電源システムの構成を示す
回路図

【図９】 実施例３の制御ロジックを示すフローチャー
ト

【図１０】実施例４の搭載用電源システムの構成を示す
回路図

【図１１】実施例５の搭載用電源システムの構成を示す
回路図

【図１２】従来技術の搭載用電源システムの構成を示す
組図 （ａ）従来技術１の搭載用電源システムの構成を示す回
路図 （ｂ）従来技術２の搭載用電源システムの構成を示す回
路図

【符号の説明】

１：汎用バッテリー ２：始動用バッテリー（始動用
蓄電装置） ３：レギュレーター付きオルタネーター（発電機）
４：電動スターター ５：ＮＯ型リレー ５Ｓ：接極子 ５Ｃ：リレーコ
イル ５’：ＭＯＳ型半導体スイッチ（ＭＯＳ−ＦＥＴ） ５１，５２：寄生ダイオード ５３：抵抗成分 Ｇ：ゲート電極 Ｓ：ソース領域 Ｄ：ドレイン領
域 ５”：充電用スイッチ・ユニット（ＮＯ型リレーとその
制御手段とを含む） ６１，６１’，６２，６３，６４，６５：充電用スイッ
チ制御手段 ６２Ａ：電流センサー部 ６３：充電制御用ＥＣＵ
（電子制御ユニット） ６３ｂ：充電用スイッチ制御回路 ６５ｄ：ダイオー
ド ７：電流センサー ８：基本電気負荷（点火系など） ９：イグニッション・スイッチ １０，１２：一般電気負荷 １１，１３：スイッチ １４，１４’：電流制限用抵抗 １５：非常用スイッチ １６：非常用スイッチ制御手
段 １７：警報ランプ Ｃ１：汎用回路 Ｃ２：始動用回路 Ｓ：調整電圧
端子 Ｖ１：汎用バッテリーの端子電圧 Ｖ２：始動用蓄電
装置の端子電圧 ＣＭ：主接続回路 ＣＣ：制御回路

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン始動時に該エンジンを回転駆動す
   る電動スターターに電力を供給する始動用蓄電装置と、 他の電気負荷に電力を供給する汎用バッテリーと、 該エンジンに駆動され該始動用蓄電装置および該汎用バ
   ッテリーを充電する発電機と、 該汎用バッテリーおよび該発電機の正負のうち一方の極
   を互いに結ぶ汎用回路と該始動用蓄電装置および該スタ
   ーターの該一方の極を互いに結ぶ始動用回路との間に介
   設されている充電用スイッチと、 該充電用スイッチの開閉を制御する充電用スイッチ制御
   手段と、を具備してなり、 前記充電用スイッチ制御手段は、前記エンジン始動後に
   前記充電用スイッチを閉じ、前記始動用回路から前記汎
   用回路に電力が逆流する場合に該充電用スイッチを開く
   ことを特徴とする搭載用電源システム。
2. 【請求項２】前記始動用蓄電装置は、電気二重層コンデ
   ンサーを含む始動用コンデンサーと始動用バッテリーと
   のうちいずかである請求項１記載の搭載用電源システ
   ム。
3. 【請求項３】前記エンジンを格納するエンジンルームと
   該エンジンルームと離れた位置に設けられたトランクル
   ームとを有する自動車に装備され、 前記始動用蓄電装置は、該エンジンルームに装備されて
   おり、 前記汎用バッテリーは、該トランクルーム内部または近
   傍のいずれかに装備されている請求項１記載の搭載用電
   源システム。
4. 【請求項４】前記充電用スイッチは、前記エンジンの停
   止中には開いている請求項１記載の搭載用電源システ
   ム。
5. 【請求項５】前記充電用スイッチは、ＮＯ（ノーマリー
   ・オープン）型リレーを含むリレーおよびＭＯＳ型半導
   体スイッチを含む半導体スイッチのうちいずれかである
   請求項１記載の搭載用電源システム。
6. 【請求項６】前記充電用スイッチ制御手段は、前記始動
   用蓄電装置の充電率を判定する充電率判定手段を有し、
   該充電率が所定量以上であると判定される場合には、前
   記充電用スイッチを開く請求項１記載の搭載用電源シス
   テム。
7. 【請求項７】前記始動用蓄電装置に接続されている電流
   センサーを有し、 前記充電率判定手段は、該電流センサーの検出値、該検
   出値の積算値および該検出値が所定値以上である時間の
   積算値のうちいずれかに基づいて、前記始動用蓄電装置
   の充電率を判定する請求項６記載の搭載用電源システ
   ム。
8. 【請求項８】前記充電用スイッチ制御手段は、前記エン
   ジン始動後から前記充電用スイッチが閉じている時間を
   積算し、該積算値が所定時間に達すると該充電用スイッ
   チを開ける請求項１記載の搭載用電源システム。
9. 【請求項９】前記充電用スイッチに直列に接続されて、
   前記汎用回路および前記始動用回路の間に挿置されてい
   る電流制限用抵抗を有する請求項１記載の搭載用電源シ
   ステム。
10. 【請求項１０】前記充電用スイッチは、ＮＯ型リレーで
    あり、 前記充電用スイッチ制御手段は、該リレーのリレーコイ
    ルに直列で前記電流制限用抵抗に並列に接続されている
    半導体ダイオードからなり、 該ダイオードは、前記汎用回路から前記始動用回路へ電
    力が流れる向きに取り付けられていることを特徴とする
    請求項９記載の搭載用電源システム。
11. 【請求項１１】前記汎用バッテリーの電圧が所定電圧よ
    り低い場合を含む前記エンジン始動時に、前記充電用ス
    イッチ制御手段は充電用スイッチを閉じる請求項１記載
    の搭載用電源システム。
12. 【請求項１２】前記始動用蓄電装置の端子電圧を測定す
    る電圧センサーと、 前記エンジン始動時に該電圧センサーによる検出値が所
    定電圧未満になることを判定する寿命判定手段と、 該寿命判定手段により該検出値が該所定電圧未満である
    と判定された場合に該始動用蓄電装置の寿命に関する警
    報を発する警報手段とを有する請求項１記載の搭載用電
    源システム。
13. 【請求項１３】前記始動用蓄電装置の端子電圧を測定す
    る電圧センサーと、 該電圧センサーによる検出値が所定電圧未満であること
    を判定する蓄電判定手段とを備え、 該蓄電判定手段により該検出値が所定電圧未満であると
    判定されている場合には、前記エンジン始動時に、前記
    充電用スイッチ制御手段は前記充電用スイッチを閉じる
    請求項１記載の搭載用電源システム。
14. 【請求項１４】前記始動用蓄電装置および前記汎用バッ
    テリーの充電率を判定する充電率判定手段と、 前記発電機の調整電圧を制御する調整電圧制御手段とを
    有し、 該調整電圧制御手段は、該充電率判定手段により該充電
    率が所定量以上であると判定された場合には該調整電圧
    を低い値とし、これ以外の場合には該調整電圧を高い値
    とする作用をもつ請求項１記載の搭載用電源システム。