JPH09182312A - 車載給電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オルタネータの大幅な改良の必要がなく、簡単
な構成の変更で、高電圧系の電気負荷及び低電圧系の電
気負荷に対して電力を供給できる。 【解決手段】スイッチ１６をオンすると、大容量電気負
荷１７にバッテリＢ１，Ｂ２から電圧が印加されるた
め、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１８は大
容量電気負荷１７が作動中であることを検出する。ＥＣ
Ｕ１８はこの検出に基づいてリレー１１を作動してバッ
テリＢ１，Ｂ２の直列回路を形成する。このバッテリＢ
１のプラス端子はオルタネータ１２のフィールドコイル
１３に接続しているため、フィールドコイル１３に高電
圧が印加される。この結果、オルタネータ１４は高電圧
を発電し、大容量電気負荷１７に対して出力電流を大き
くして給電する。バッテリＢ１，Ｂ２が並列回路とのと
き、オルタネータ１２は低電圧にてバッテリＢ１，Ｂ２
を充電し、低電圧電気負荷１５に給電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低電圧及び高電圧
系の電気負荷に対して電力を供給する車載給電装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の車載給電装置において、複数の
電気負荷に対し、すなわち低電圧系の電気負荷と、高電
圧系の電気負荷に対して電力を供給するものとして、例
えば特開平３−８５３６９号公報に記載の技術が知られ
ている。

【０００３】この技術では、図３に示すように一対の車
載バッテリＢを備え、各バッテリＢを直列と並列にリレ
ー１で切り替え接続するものである。そして、始動時に
はリレー１を制御することによりバッテリＢを直列に接
続して、スタータへ高電圧を印加し、始動が完了する
と、リレー１を制御して並列に戻し、低電圧系の電気負
荷２に対して低電圧を印加するようにしている。そし
て、低電圧を発電するオルタネータ３は互いに並列に接
続されたバッテリＢを充電するように接続される。な
お、４はオルタネータ３のフィールドコイルである。

【０００４】又、他の従来例として、特開昭６３−１２
１５００号公報に記載された技術が知られている。この
技術では、オルタネータの主巻線をレギュレータによっ
て電圧制御されるようにして通常の低電圧の電力供給が
できるようにするとともに、この主巻線に対し直列に他
の巻線を接続し、この巻線の先端の出力を整流して、高
電圧の出力を得るようにしている。

【０００５】さらに他の従来例として、特開平５−２１
１７２７号公報の技術が知られている。この技術では、
低電圧系の負荷に対応して低電圧に充電されるバッテリ
と、同低電圧系に対応する低電圧を発電するオルタネー
タとを備え、オルタネータに対し、変圧器（昇圧回路）
を設けてこの昇圧回路を介して高電圧系の電気負荷に電
力を供給するようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
技術において、特開平３−８５３６９号公報の技術で
は、高電圧の供給が始動時のみに限られており、始動時
以外に大容量の電気負荷が作用した場合、低電圧を発電
するオルタネータでバッテリを充電しているためその発
電量が不足し、バッテリ電圧の低下を来す問題がある。

【０００７】又、特開昭６３−１２１５００号公報及び
特開平５−２１１７２７号公報の技術では、オルタネー
タの主巻線に対し他の巻線を接続する配置した回路が必
要となったり、昇圧回路が必要となり、このため、従来
の低電圧を発電するオルタネータの仕様変更や、回路構
成の大幅な変更が必要となる問題があった。

【０００８】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
に着目してなされたものであって、オルタネータの大幅
な改良の必要がなく、簡単な構成の変更で、高電圧系の
電気負荷及び低電圧系の電気負荷に対して電力を供給で
きる車載給電装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、大容量電気負荷に対して回路接続
されたオルタネータと、少なくとも一対の低電圧バッテ
リを含むとともに、同バッテリの直列回路又は並列回路
を選択する切替手段が設けられ、直列回路を形成したと
き上流側のバッテリのプラス端子が前記オルタネータの
フィールドコイルに接続され、並列回路を形成したと
き、各バッテリのプラス端子がオルタネータのフィール
ドコイルに接続され、前記オルタネータにて各バッテリ
が充電されるとともに、低電圧電気負荷に低電圧を印加
するバッテリ回路と、前記大容量電気負荷の作動を検出
する作動検出手段と、前記作動検出手段により大容量電
気負荷の作動が検出された際に、前記切替手段を制御し
てバッテリ回路を直列回路に形成するように切替えする
制御手段とを設けた車載給電装置をその要旨としてい
る。

【００１０】（作用）この発明によれば、バッテリ回路
が並列回路を形成していると、前記オルタネータにて各
バッテリが充電されるとともに、低電圧電気負荷に低電
圧を印加する。又、作動検出手段により大容量電気負荷
の作動を検出すると、この検出結果に基づいて、制御手
段は切替手段を制御してバッテリ回路を直列回路に形成
する。この結果、低電圧バッテリの直列回路により、オ
ルタネータのフィールドコイルに高電圧が印加され、オ
ルタネータは高電圧を発電し、大きな出力電流が得られ
る。そして、前記大容量電気負荷に対して高電圧を印加
するとともに、大きな出力電流を給電する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態を図１
及び図２を参照して説明する。図１は本発明の車載給電
装置の電気回路を示し、図２はフローチャートを示して
いる。

【００１２】図１において、一対の低電圧バッテリＢ
１，Ｂ２（この実施の形態では１２Ｖの電気容量のバッ
テリ）は切替リレー１１の３個の接点１１ａ，１１ｂ，
１１ｃを介して直列回路又は並列回路を形成するように
ハーネス１０にて接続されている。前記バッテリＢ１，
Ｂ２及び切替リレー１１によりバッテリ回路９が構成さ
れている。又、前記切替リレー１１は切替手段を構成し
ている。切替リレー１１はリレーコイル１１ｄに励磁電
流が給電されない場合には、図示しない付勢手段として
の復帰バネにより前記接点１１ａが開路され、接点１１
ｂ，１１ｃが閉路されて前記バッテリＢ１，Ｂ２が並列
回路を形成する。そしてこの並列回路を形成している状
態では、各バッテリＢ１，Ｂ２のプラス端子はオルタネ
ータ１２のフィールドコイル１３に接続されるととも
に、定電圧回路１５ａを介して低電圧系である低電圧電
気負荷１５のプラス端子に接続される。又、同フィール
ドコイル１３の他端は接地されている。なお、前記定電
圧回路１５ａは１２Ｖを越える電圧が低電圧電気負荷１
５に対して印加されないようにし、所定電圧（この実施
例では１２Ｖ）を低電圧電気負荷に対して印加するよう
にしている。

【００１３】又、切替リレー１１はリレーコイル１１ｄ
に励磁電流が給電されると、前記接点１１ａが閉路さ
れ、接点１１ｂ，１１ｃが開路されて前記バッテリＢ
１，Ｂ２が直列回路を形成する。この直列回路を形成し
たときに上流側のバッテリＢ１のプラス端子はオルタネ
ータ１２のフィールドコイル１３に接続される。

【００１４】前記オルタネータ１２は図示しないエンジ
ンに駆動連結されている。同オルタネータ１２は公知の
ように三相交流発電機であり、フィールドコイル１３
（ロータコイル）が回転すると、ステータコイル１４に
起電力が発生し、電圧を発生するものである。なお、前
記ステータコイル１４の出力側には三相全波整流器１４
ａが接続され、三相全波整流器１４ａの出力端子は低電
圧電気負荷１５のプラス端子、及びバッテリＢ１，Ｂ２
のプラス端子に接続されている。なお、三相全波整流器
１４ａはオルタネータ１２が１２Ｖの発電又は２４Ｖの
発電をしたときにおいても充分な絶縁耐圧を備えてい
る。前記低電圧電気負荷１５は、低電圧系（１２Ｖ）の
車載電装品であり、運転席の周囲に配置した各種メー
タ、車両のスモールランプやヘッドランプ等がある。

【００１５】又、前記三相全波整流器１４ａはスイッチ
１６を介して高電圧系である大容量電気負荷１７（この
実施の形態では２４Ｖの電気容量）に接続されている。
この大容量電気負荷１７は、例えば、エンジンのインテ
ークマニホールドに設けられ、吸気された空気を暖める
インテークヒータ、或いは、エンジンの排気管側に設け
られ、公知の三元触媒を加熱する触媒ヒータ等がある。

【００１６】前記切替リレー１１のリレーコイル１１ｄ
はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１８に接続
されている。ＥＣＵは図示しないが中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、給電制御をはじめとする各種制御プログラムを格
納するＲＯＭ（リード オンリー メモリ）、入力出力
信号及び演算中の各種作業データを格納するＲＡＭ（ラ
ンダム アクセス メモリ）を備えている。又、ＥＣＵ
１８の入力端子は前記スイッチ１６と大容量電気負荷１
７との接続点ａに接続されている。大容量電気負荷１７
に電圧が印加されたとき、大容量電気負荷１７に印加さ
れる電圧（信号）に基づいて後述するようにＥＣＵ１８
はスイッチ６がオン作動されたか否かを検出するように
なっている。前記ＥＣＵ１８は制御手段及び作動検出手
段を構成している。

【００１７】さて、上記のように構成された車載給電装
置において、ＥＣＵ１８の給電制御について説明する。
ＥＣＵ１８は定時的に給電制御ルーチンの割り込み処理
を実行する。

【００１８】まず、ステップ１においてスイッチ１６が
オン作動されたか否かを判定する、スイッチ１６がオン
されていない場合には、バッテリＢ１，Ｂ２及びオルタ
ネータ１２から大容量電気負荷１７に対して電圧が印加
されないため、ＥＣＵ１８は接続点ａにおける電圧（信
号）に基づいて「ＮＯ」と判定し、ステップ２に移行す
る。ステップ２において、ＥＣＵ１８はバッテリ回路９
を並列にするべく切替リレー１１のリレーコイル１１ｄ
には励磁電流を給電しない。すなわち、リレーコイル１
１ｄには励磁電流が給電されないため、図示しない付勢
手段としての復帰バネにより、前記接点１１ａが開路さ
れ、接点１１ｂ，１１ｃが閉路されて前記バッテリＢ
１，Ｂ２が並列回路を形成する。この結果、バッテリＢ
１，Ｂ２はオルタネータ１２のフィールドコイル１３に
低電圧を印加するため、エンジンにより回転駆動されて
いるオルタネータ１４は低電圧（この実施の形態では１
２Ｖ）を発電し、バッテリＢ１，Ｂ２を充電する、又、
バッテリＢ１，Ｂ２は低電圧電気負荷１５に対して低電
圧を印加し、小さな出力電流を給電する。このステップ
２に移行した後、このルーチンを抜け出る。

【００１９】又、前記ステップ１において、スイッチ１
６がオンされていると、大容量電気負荷１７にバッテリ
Ｂ１，Ｂ２から電圧が印加されるため、ステップ１にお
いては「ＹＥＳ」と判定され、ステップ３に移行する。
ステップ３においては、ＥＣＵ１８はリレーコイル１１
ｄに励磁電流を給電する。この励磁電流によりリレーコ
イル１１ｄが励磁されるため、付勢手段としての復帰バ
ネに抗して接点１１ａが閉路され、接点１１ｂ，１１ｃ
が開路されてバッテリＢ１，Ｂ２が直列回路を形成す
る。このバッテリＢ１，Ｂ２の直列回路の上流側のバッ
テリＢ１のプラス端子はオルタネータ１２のフィールド
コイル１３に接続されているため、フィールドコイル１
３には高電圧が印加される。この結果、エンジンにより
回転駆動されているオルタネータ１２は高電圧（この実
施の形態では２４Ｖ）を発電し、大容量電気負荷１７に
対して出力電流を大きくして給電する。なお、下流側の
バッテリＢ２のプラス端子は低電圧負荷１５のプラス端
子に接続されているため、低電圧負荷１５はバッテリＢ
２の低電圧が印加される。そして、このステップ３の処
理を実行した後、このルーチンを抜け出る （ａ） さて、上記実施の形態では、バッテリ回路９が
直列回路を形成したとき、オルタネータ１２のフィール
ドコイル１３に高電圧が印加されるため、オルタネータ
１２の出力電流を大きくすることができる。この結果、
バッテリＢ１，Ｂ２の電圧低下を来すことがなく大容量
電気負荷１７を駆動することができる。 （ｂ） 又、この実施の形態では、２４Ｖ系の大容量
（高電圧）電気負荷に対する給電は、もともと１２Ｖ系
のオルターネータ２３のフィールドコイルに２４Ｖの高
電圧を印加することにより行われるため、使用するオル
タネータ１２は従来の１２Ｖ電圧系の通常のもので構成
できる。このため、オルタネータ１２を高圧系、低圧系
の２系統備える必要がない。 （ｃ） この結果、高電圧系、低電圧系の２系統のオル
タネータ１２を備える必要がないことから、低コストで
給電装置を構成できる。 （ｄ） 単一のオルタネータ１２をエンジンにて駆動す
るだけで良いため、２系統のオルタネータを駆動する場
合に比較して、エンジン負荷を軽減でき、燃費の向上を
図ることができる。 （ｅ）さらに、小型のオルタネータ１２によって高電圧
系の車載電装品に対して給電できる。 （ｆ） 又、この実施の形態では定電圧回路１５ａが設
けられているため、低電圧電気負荷１５が所定電圧（こ
の実施の形態では１２Ｖ）を越える電圧の印加を防止す
ることができる。すなわち、オルタネータ１２から高電
圧が大容量電気負荷１７に印加されるとき、低電圧電気
負荷１５は定電圧回路１５ａによって高電圧よりも低い
所定電圧が印加されるため、低電圧電気負荷１５ａに高
電圧が印加されず、低電圧電気負荷１５の絶縁耐圧を小
さなものとすることができ、又、高電圧が印加されない
ため絶縁破壊を防止できる。

【００２０】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で
以下の態様でも実施できる。 （イ）上記実施の形態においては、一対のバッテリＢ
１，Ｂ２でバッテリ回路９を構成したが、３個以上の低
電圧バッテリでバッテリ回路９を構成しても良い。

【００２１】上記発明の実施の形態から把握できる技術
的思想を効果とともに記載する。 （１） バッテリ回路が並列回路を形成したとき、各バ
ッテリのプラス端子は低電圧電気負荷に対して接続され
ている請求項１に記載の車載給電装置。この構成によ
り、バッテリ回路は並列回路のとき、低電圧の電気負荷
を印加することができる。 （２） 低電圧電気負荷とオルタネータの出力端子との
間には低電圧電気負荷に対して高電圧が印加されないよ
うに高電圧よりも低い所定電圧に調整する定電圧回路を
設けた上記（１）に記載の車載給電装置。この構成によ
り、オルタネータから高電圧が大容量電気負荷に印加さ
れるとき、低電圧電気負荷は定電圧回路によって高電圧
よりも低い所定電圧が印加されるため、低電圧電気負荷
に対して高電圧が印加されず、低電圧負荷の絶縁耐圧を
小さなものとすることができ、又、高電圧が印加されな
いため絶縁破壊を防止できる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、オルタネータの大幅な改良の必要がなく、簡単な構
成の変更で、高電圧系の電気負荷及び低電圧系の電気負
荷に対して電力を供給できる。又、バッテリ回路が直列
回路を形成したときの上流側のバッテリのプラス端子を
オルタネータのフィルードコイルに接続するという簡単
な回路構成のため、オルタネータや給電装置の回路の全
体の大幅な変更が不要となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】車載用給電装置の電気回路図。

【図２】給電制御を示すフローチャート。

【図３】従来技術の車載用給電装置の電気回路図。

【符号の説明】

９…バッテリ回路、１１…切替手段としての切替リレ
ー、１２…オルタネータ、１３…フィールドコイル（ロ
ータコイル）、１４…ステータコイル、１５…低電圧電
気負荷、１５ａ…定電圧回路、１６…スイッチ、１７…
大容量（高電圧）電気負荷、１８…制御手段及び作動検
出手段としてのＥＣＵ、Ｂ１，Ｂ２…バッテリ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】大容量電気負荷に対して回路接続されたオ
   ルタネータと、 少なくとも一対の低電圧バッテリを含むとともに、同バ
   ッテリの直列回路又は並列回路を選択する切替手段が設
   けられ、直列回路を形成したとき上流側のバッテリの陽
   極端子が前記オルタネータのフィールドコイルに接続さ
   れ、並列回路を形成したとき、各バッテリのプラス端子
   がオルタネータのフィールドコイルに接続され、前記オ
   ルタネータにて各バッテリが充電されるとともに、低電
   圧電気負荷に低電圧を印加するバッテリ回路と、 前記大容量電気負荷の作動を検出する作動検出手段と、 前記作動検出手段により大容量電気負荷の作動が検出さ
   れた際に、前記切替手段を制御してバッテリ回路を直列
   回路に形成するように切替えする制御手段とを設けた車
   載給電装置。