(57)【要約】【課題】電圧調整器（イコライザ）の故障によるバッテリの過充電の問題を抑制できるデュアル電圧電源装置を提供する。【解決手段】デュアル電圧電源装置１０は、オルタネータ２１と、第１バッテリ３１と、第２バッテリ３２と、電圧調整器３３と、電源管理ＥＣＵ３４を備えている。電源管理ＥＣＵ３４は、オルタネータ２１が規定電圧で発電しているか否かを判断する発電電圧判定手段（ステップＳＴ２）と、オルタネータ２１が規定電圧で発電しているとき第１バッテリ３１の電圧が低下傾向か否かを判断する電圧低下判定手段（ステップＳＴ３）と、電圧の低下傾向が一定時間継続したか否かを判断する電圧低下継続判定手段（ステップＳＴ４）と、第１バッテリ３１の電圧が判定基準値以下か否かを判断する電圧判定手段（ステップＳＴ５）と、これらステップＳＴ２〜ＳＴ５が全て“ＹＥＳ”の場合に報知器５１によって異常を報知する報知手段（ステップＳＴ６）とを具備している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１２ボルト系の電装品を備えた車両のデュアル電圧電源装置であって、
２４ボルト以上の電圧を発生するオルタネータと、
前記オルタネータによって発電された電気エネルギーを蓄える第１バッテリと、
前記第１バッテリに直列接続され前記オルタネータによって発電された電気エネルギーを蓄える第２バッテリと、
前記第１バッテリの電圧を前記１２ボルト系の電装品に印加する第１電源回路と、
第１バッテリと第２バッテリとを直列接続することによって得られた電圧を２４ボルト系の電装品に印加する第２電源回路と、
前記オルタネータの発電電圧を前記第１バッテリと第２バッテリとに分配する電圧調整器と、
前記オルタネータの発電電圧と前記第１バッテリの電圧を監視する電源管理電子コントロールユニットとを具備し、
前記電源管理コントロールユニットは、
前記オルタネータの発電電圧が規定電圧に達しているか否かを判断する発電電圧判定手段と、
前記オルタネータの前記発電電圧が規定電圧に達しているとき、前記第１バッテリの電圧が低下傾向か否かを判断する電圧低下判定手段と、
前記第１バッテリの電圧低下傾向が一定時間継続したか否かを判断する電圧低下継続判定手段と、
前記第１バッテリの電圧低下傾向が一定時間継続したとき、前記第１バッテリの電圧が判定基準値以下か否かを判断する電圧判定手段と、
前記第１バッテリの電圧が前記判定基準値以下のとき、異常を報知する報知手段と、
を具備したことを特徴とする車両用デュアル電圧電源装置。
【請求項２】
前記電源管理コントロールユニットは、前記異常が一定時間継続したとき該車両のエンジンを停止させるエンジン停止手段を具備したことを特徴とする請求項１に記載の車両用デュアル電圧電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧が互いに異なる２系統の電源回路を有する車両用デュアル電圧電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック等の車両では、車載電装品の使用電圧に応じて、例えば下記の特許文献１（従来装置１）に開示されているように、電圧が互いに異なる複数系統のバッテリを備えたデュアル電圧電源装置が搭載されることがある。あるいは電圧が互いに等しい第１バッテリ（例えば１２Ｖ）と第２バッテリ（例えば１２Ｖ）を組合わせることにより、１２Ｖと２４Ｖの２系統の電源回路が得られるようにしたデュアル電圧電源装置も知られている（従来装置２）。いずれの従来装置も、エンジンの回転によって駆動されるオルタネータによって発電した電気エネルギーを各バッテリに蓄え、必要に応じて各電装品に電気エネルギーを供給するように構成されている。
【０００３】
前記従来装置２では、オルタネータから供給される電気エネルギーが第１バッテリと第２バッテリとに供給されるが、これら２つのバッテリの起電力が同等になるように、イコライザと称される電圧調整器によって、オルタネータの発電電圧が各バッテリに均等に配分されるようにしている。前記第１バッテリは、１２ボルト系の電装品に電圧を印加するための第１電源回路をなしている。第１バッテリと第２バッテリとを直列接続した回路によって得られる第２電源回路は、２４ボルト系の電装品に電圧を印加するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７１６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記電圧調整器（イコライザ）を用いるデュアル電圧電源装置では、オルタネータによって発電された電流が電圧調整器によって第１バッテリと第２バッテリとに配分され、各バッテリが同等の起電力を生じるようにしている。このため一方のバッテリに大電流が偏って供給されることがなく、過充電に陥ることを回避できる。しかし前記電圧調整器が万一故障した場合に、オルタネータによって発電された電流が第２バッテリを経て１２ボルト系の電装品と第１バッテリとに流れるようになるため、第２バッテリに大きな電流が偏って流れることになり、第２バッテリが過充電に陥る可能性があった。過充電されたバッテリは、性能が劣化したりガスが発生したりするなどの問題を生じ懸念がある。
【０００６】
従って本発明の目的は、電圧調整器を有するデュアル電圧電源装置において、電圧調整器に不具合が生じても第２バッテリが過充電に陥ることを抑制できる車両用デュアル電圧電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、１２ボルト系の電装品を備えた車両のデュアル電圧電源装置であって、２４ボルト以上の電圧を発生するオルタネータと、前記オルタネータによって発電された電気エネルギーを蓄える第１バッテリと、前記第１バッテリに直列接続され前記オルタネータによって発電された電気エネルギーを蓄える第２バッテリと、前記第１バッテリの電圧を前記１２ボルト系の電装品に印加する第１電源回路と、第１バッテリと第２バッテリとを直列接続することによって得られた電圧を２４ボルト系の電装品に印加する第２電源回路と、前記オルタネータの発電電圧を前記第１バッテリと第２バッテリとに分配する電圧調整器と、前記オルタネータの発電電圧と前記第１バッテリの電圧を監視する電源管理電子コントロールユニットとを備えている。
【０００８】
そして前記電源管理コントロールユニットは、前記オルタネータの発電電圧が規定電圧に達しているか否かを判断する発電電圧判定手段と、前記オルタネータの前記発電電圧が規定電圧に達しているとき、前記第１バッテリの電圧が低下傾向か否かを判断する電圧低下判定手段と、前記第１バッテリの電圧低下傾向が一定時間継続したか否かを判断する電圧低下継続判定手段と、前記第１バッテリの電圧低下傾向が一定時間継続したとき、前記第１バッテリの電圧が判定基準値以下か否かを判断する電圧判定手段と、前記第１バッテリの電圧が前記判定基準値以下のとき、異常を報知する報知手段とを具備している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１バッテリと第２バッテリとによって互いに電圧が異なる２系統の電源回路が形成されるデュアル電圧電源装置において、電圧調整器に万一不具合が生じても第２バッテリが過充電による不具合を生じる前に乗員等に報知することができ、修理等の適切な処置を講じることを促すことができるため、過充電がさらに進行することによって生じる問題を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の１つの実施形態に係るデュアル電圧電源装置の回路図。
【図２】図１に示されたデュアル電圧電源装置の電源管理ＥＣＵの処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の１つの実施形態に係る車両用デュアル電圧電源装置（デュアルボルテージ電源装置）について、図１と図２を参照して説明する。  
図１は、トラック等の車両に搭載されるデュアル電圧電源装置１０を示している。この車両は、１２ボルト系の電装品１１と、オプション装備として搭載される２４ボルト系の電装品１２とを備えている。
【００１２】
デュアル電圧電源装置１０は、エンジン２０によって回転駆動されるオルタネータ２１を備えている。オルタネータ２１は、フィールドコイルによって磁化されたロータが回転することによって発生する交番電流をダイオード２２によって整流し、２４ボルトを越える直流電圧（例えば２８ボルト）が得られるように構成されている。
【００１３】
またこのデュアル電圧電源装置１０は、第１バッテリ３１と、第２バッテリ３２と、電圧調整器（イコライザ）３３と、電源管理電子コントロールユニット（これ以降、電源管理ＥＣＵと称す）３４を有している。第１バッテリ３１と第２バッテリ３２の電圧はいずれも約１２ボルトである。オルタネータ２１によって発電された電気エネルギーは、第１バッテリ３１と第２バッテリ３２に蓄えられる。第１バッテリ３１の容量は第２バッテリ３２の容量よりも大きい。
【００１４】
第１バッテリ３１の電圧は、第１電源回路４０を介して、１２ボルト系の電装品１１に印加されるようになっている。第１バッテリ３１と第２バッテリ３２とは、接続回路４１によって互いに直列に接続されている。第１バッテリ３１と第２バッテリ３２とを直列接続することによって、起電力が約２４ボルトの２４Ｖ系電源４２が形成されている。この２４Ｖ系電源４２の電圧は、第２電源回路４５を介して、２４ボルト系の電装品１２に印加されるようになっている。
【００１５】
電圧調整器（イコライザ）３３は、前記２４Ｖ系電源４２の一方の極４２ａと、他方の極４２ｂと、接続回路４１の中間端子４６とに接続されている。図１中に実線で示す矢印Ａは、電圧調整器３３が正常に機能しているときにオルタネータ２１から供給される電流が流れる方向を示している。破線の矢印Ｂは、電圧調整器３３が故障したときにオルタネータ２１から供給される電流が流れる方向を示している。
【００１６】
電圧調整器３３が正常に機能しているとき、オルタネータ２１によって発電された電気エネルギーの電圧は、第１バッテリ３１と第２バッテリ３２とに均等に配分され、各バッテリ３１，３２に蓄えられることにより、第１バッテリ３１と第２バッテリ３２に同等の起電力が生じるようになっている。この場合、接続回路４１の中間端子４６の電圧は、オルタネータ２１の発電電圧のほぼ２分の１となる。
【００１７】
電源管理手段として機能する電源管理ＥＣＵ３４は、オルタネータ２１の発電電圧と第１バッテリ３１の電圧を常時監視すべく、オルタネータ２１と第１バッテリ３１に接続されている。またこの電源管理ＥＣＵ３４は、エンジンＥＣＵ５０と報知器５１に接続されている。エンジンＥＣＵ５０は、エンジン２０に設けられた燃料噴射弁の作動タイミングや燃料噴射量等を制御する機能を有している。
【００１８】
報知器５１は車両の運転席付近に配置され、後述するように電圧調整器３３の異常が電源管理ＥＣＵ３４によって検出されたときに、例えば計器盤の表示ランプを点灯させるとか、警報音を発生させるなどして、当該車両の乗員等に電圧調整器３３の異常を知らせることができるようになっている。またこの電源管理ＥＣＵ３４は、電圧調整器３３の異常が一定時間以上継続したときに、エンジンＥＣＵ５０に指令を出してエンジン２０を強制停止させる機能も備えている。
【００１９】
以下に本実施形態のデュアル電圧電源装置１０の作用について説明する。  
電圧調整器３３が正常に機能しているとき、オルタネータ２１から供給される電流は、図１に実線の矢印Ａで示すように、第２バッテリ３２と、電圧調整器３３と、第１バッテリ３１とに流れる。この場合、１２ボルト系の電装品１１には電圧調整器３３から電流が供給される。このため第２バッテリ３２には、オルタネータ２１から供給される電流のうち第２バッテリ３２の充電電流分しか流れない。第１バッテリ３１と第２バッテリ３２とをつなぐ接続回路４１の中間端子４６の電圧は、オルタネータ２１の発電電圧（２４ボルトを越える値、例えば２８ボルト）の２分の１（１２ボルトを少し越える値）となる。
【００２０】
電圧調整器３３が故障すると、オルタネータ２１から供給される電流は、図２に破線の矢印Ｂで示すように第２バッテリ３２を経由して１２ボルト系電装品１１と第１バッテリ３１に流れ、電圧調整器３３の方には流れなくなる。この場合、第２バッテリ３２には、第２バッテリ３２の充電電流に加えて、１２ボルト系電装品１１の負荷電流も流れる。このため第１バッテリ３１と第２バッテリ３２とをつなぐ接続回路４１の中間端子４６の電圧が徐々に低下し、第１バッテリ３１に流れる電流が減少するため、相対的に第２バッテリ３２の印加電圧が上昇してゆく。このため第２バッテリ３２が過充電に陥る可能性が生じる。
【００２１】
そこで本実施形態では、電圧調整器３３の故障によって第２バッテリ３２に過充電のおそれが生じたとき、以下に説明するように電源管理ＥＣＵ３４によって、報知器５１を作動させるように構成されている。  
図２は電源管理ＥＣＵ３４の処理の流れの一例を示している。この電源管理ＥＣＵ３４には、以下に説明する各ステップＳＴ１〜ＳＴ８を実行するためのコンピュータプログラムが組込まれている。
【００２２】
図２に示すステップＳＴ１は、電圧モニタ手段として機能する。ステップＳＴ１では、オルタネータ２１の発電電圧と第１バッテリ３１の電圧が常時モニタされ、ステップＳＴ２に進む。
【００２３】
ステップＳＴ２は発電電圧判定手段として機能し、オルタネータ２１が発電しているか否かが判断される。すなわちオルタネータ２１の発電電圧が規定電圧（例えば２４ボルト以上）に達しているか否かが判断される。このステップＳＴ２において、オルタネータ２１が規定電圧で発電していると判断されたとき、ステップＳＴ３に進む。
【００２４】
ステップＳＴ３は電圧低下判定手段として機能し、第１バッテリ３１の電圧が低下傾向であるか否かが判断される。このステップＳＴ３において、第１バッテリ３１の電圧が低下傾向であると判断されたとき、ステップＳＴ４に進む。
【００２５】
ステップＳＴ４は電圧低下継続判定手段として機能し、第１バッテリ３１の電圧の低下傾向が一定時間継続したか否かが判断される。ここで言う一定時間は、第１バッテリ３１の容量や温度等の諸条件に応じたパラメータである。このステップＳＴ４において、第１バッテリ３１の電圧の低下傾向が一定時間継続したと判断されたとき、ステップＳＴ５に進む。
【００２６】
ステップＳＴ５は、電圧判定手段として機能する。ステップＳＴ５では、第１バッテリ３１の電圧が、オルタネータ２１の発電電圧の２分の１よりも−ΔＶ（定数）だけ小さい判定基準値ＶＸと比較される。−ΔＶは、第１バッテリ３１の容量や温度等の諸条件に応じたパラメータである。このステップＳＴ５において、第１バッテリ３１の電圧が前記判定基準値ＶＸよりも低いと判断されたとき、ステップＳＴ６に進む。
【００２７】
ステップＳＴ６と報知器５１は、報知手段として機能する。ステップＳＴ６では、報知器５１を作動させることにより、電圧調整器３３に異常が生じたことを当該車両の乗員等に報知する。例えば計器盤の警告灯を点灯させるとか、警報音を発生させる。そしてステップＳＴ７に進むとともに、報知器５１が作動している時間がタイマ等によってカウントされる。
【００２８】
ステップＳＴ７とステップＳＴ８は、エンジン停止手段として機能する。ステップＳＴ７では、電圧調整器３３の前記異常が一定時間経過したか否かが判断される。ここで一定時間が経過したと判断されたとき（例えば前記タイマが所定時間経過したとき）に、ステップＳＴ８に進む。ステップＳＴ８では、電源管理ＥＣＵ３４からエンジンＥＣＵ５０に出力される指令によって、エンジン２０が強制停止させられる。
【００２９】
本実施形態のデュアル電圧電源装置１０によれば、車両が走行可能な状況のもとで、当該車両を操作する運転者等の乗員に電圧調整器３３の異常を報知することができるため、異常に気付いた乗員が修理等の処置を速やかに講じることができる。たとえば当該車両が走行可能なうちに修理工場等に向うことができる。このため第２バッテリ３２が過充電のまま車両が運転され続けることを回避でき、路上で走行不能となってしまうことを防止できる。
【００３０】
また本実施形態では、前記ステップＳＴ２〜ＳＴ５の一連の処理により、第１バッテリ３１の電圧低下を時系列的に監視するため、例えばバッテリ上がり等の一過性の電圧低下が生じたときに電圧調整器３３が異常であると判断されてしまうことを回避でき、一過性の電圧低下による誤検出を防止できるものである。
【００３１】
なお本発明を実施するに当たって、デュアル電圧電源装置を構成するオルタネータや第１バッテリおよび第２バッテリをはじめとして、電圧調整器や電源管理ＥＣＵ、報知器等の具体的な構成や配置等の態様を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３２】
１０…デュアル電圧電源装置
２１…オルタネータ
３１…第１バッテリ
３２…第２バッテリ
３３…電圧調整器（イコライザ）
３４…電源管理ＥＣＵ（電源管理電子コントロールユニット）
４０…第１電源回路
４５…第２電源回路
【図１】
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【図２】
2011121438.tif 000004