(57)【要約】【課題】異なる２つの電圧の電力を、従来よりも低コストでそれぞれ供給することができる車両用電源装置を提供する。【解決手段】電圧制御型ＡＣＧ２と、低電圧の電力の電源である鉛バッテリ３との間に、互いに並列に接続された蓄電器４及びスイッチ素子５を接続するとともに、その蓄電器４を高電圧の電力の電源とし、制御手段９は、電力センサ１０、１１が検知した高電圧負荷７及び低電圧負荷６における電力のそれぞれの消費状況に応じて、スイッチ素子５がオフであってかつ電圧制御型ＡＣＧ２が高電圧の電力の発電を行う第１の発電モードと、スイッチ素子５がオンであってかつ電圧制御型ＡＣＧ２が低電圧の電力の発電を行う第２の発電モードとを切り替える制御を行う。【選択図】図１
2015202773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる２つの電圧の電力をそれぞれ供給可能であって、一方の電圧の電力の電源がＡＣＧを充電源とする鉛バッテリである車両用電源装置において、
前記ＡＣＧとして、前記２つの電圧の電力の発電がそれぞれ可能である電圧制御型ＡＣＧを用い、
前記電圧制御型ＡＣＧと前記鉛バッテリとの間に、互いに並列に接続された蓄電器及びスイッチ素子を接続し、
前記蓄電器を他方の電圧の電力の電源とするとともに、前記スイッチ素子を制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、前記２つの電圧の電力の消費状況に応じて、前記スイッチ素子がオフであってかつ前記電圧制御型ＡＣＧが前記他方の電圧での電力の発電を行う第１の発電モードと、前記スイッチ素子がオンであってかつ前記電圧制御型ＡＣＧが前記一方の電圧での電力の発電を行う第２の発電モードとを切り替える制御を行うことを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
異なる２つの電圧の電力をそれぞれ供給可能であって、一方の電圧の電力の電源がＡＣＧを充電源とする鉛バッテリである車両用電源装置において、
前記ＡＣＧとして、前記２つの電圧の電力の発電がそれぞれ可能である電圧制御型ＡＣＧを用い、
前記電圧制御型ＡＣＧに、負極側が接地された蓄電池と、前記鉛バッテリに接続するスイッチ素子とをそれぞれ接続し、
前記蓄電器を他方の電圧の電力の電源とするとともに、前記スイッチ素子を制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、前記２つの電圧の電力の消費状況に応じて、前記スイッチ素子がオフであってかつ前記電圧制御型ＡＣＧが前記他方の電圧での電力の発電を行う第１の発電モードと、前記スイッチ素子がオンであってかつ前記電圧制御型ＡＣＧが前記一方の電圧での電力の発電を行う第２の発電モードとを切り替える制御を行うことを特徴とする車両用電源装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記他方の電圧の電力の消費量が、前記一方の電圧の電力の消費量以上であるときは、前記第１の発電モードに切り替える一方で、前記他方の電圧の電力の消費量が、前記一方の電圧の電力の消費量未満であるときは、前記第２の発電モードに切り替える制御を行う請求項１又は２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記一方の電圧が、前記他方の電圧よりも低い請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記蓄電器がキャパシタである請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用電源装置に関し、更に詳しくは、異なる２つの電圧の電力を、従来よりも低コストでそれぞれ供給することができる車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、乗用車やトラックなどの車両における電装部品が多機能化及び高機能化して消費電力が増加する傾向にあるため、電源電圧を高電圧化する必要性が高まっている。そのため、現行の電源に加えて、より高電圧の電源を備えた電源装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
一般に、上記の電源装置のように、高電圧系及び低電圧系からなる異なる電圧系を有する電源装置においては、一方の電圧系の電力を、ＤＣ−ＤＣコンバータにより電圧変換して、他方の電圧系に供給することが行われる。
【０００４】
例えば、図３に示す電源装置においては、ＡＣＧ２０に接続する鉛バッテリ２１を電源とする低電圧系の電力を、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２により電圧変換して、蓄電器２３を電源とする高電圧系に供給している。
【０００５】
しかしながら、このような電源装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータが高価であるため、コスト高になってしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２５４２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、異なる２つの電圧の電力を、従来よりも低コストでそれぞれ供給することができる車両用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】
【０００８】
上記の目的を達成する第１発明の車両用電源装置は、異なる２つの電圧の電力をそれぞれ供給可能であって、一方の電圧の電力の電源がＡＣＧを充電源とする鉛バッテリである車両用電源装置において、前記ＡＣＧとして、前記２つの電圧の電力の発電がそれぞれ可能である電圧制御型ＡＣＧを用い、前記電圧制御型ＡＣＧと前記鉛バッテリとの間に、互いに並列に接続された蓄電器及びスイッチ素子を接続し、前記蓄電器を他方の電圧の電力の電源とするとともに、前記スイッチ素子を制御する制御手段を設け、前記制御手段は、前記２つの電圧の電力の消費状況に応じて、前記スイッチ素子がオフであってかつ前記電圧制御型ＡＣＧが前記他方の電圧での電力の発電を行う第１の発電モードと、前記スイッチ素子がオンであってかつ前記電圧制御型ＡＣＧが前記一方の電圧での電力の発電を行う第２の発電モードとを切り替える制御を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記の目的を達成する第２発明の車両用電源装置は、異なる２つの電圧の電力をそれぞれ供給可能であって、一方の電圧の電力の電源がＡＣＧを充電源とする鉛バッテリである車両用電源装置において、前記ＡＣＧとして、前記２つの電圧の電力の発電がそれぞれ可能である電圧制御型ＡＣＧを用い、前記電圧制御型ＡＣＧに、負極側が接地された蓄電池と、前記鉛バッテリに接続するスイッチ素子とをそれぞれ接続し、前記蓄電器を他方の電圧の電力の電源とするとともに、前記スイッチ素子を制御する制御手段を設け、前記制御手段は、前記２つの電圧の電力の消費状況に応じて、前記スイッチ素子がオフであってかつ前記電圧制御型ＡＣＧが前記他方の電圧での電力の発電を行う第１の発電モードと、前記スイッチ素子がオンであってかつ前記電圧制御型ＡＣＧが前記一方の電圧での電力の発電を行う第２の発電モードとを切り替える制御を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車両用電源装置によれば、従来のＤＣ−ＤＣコンバータの代わりに、より安価である電圧制御型ＡＣＧ、蓄電器及びスイッチ素子の組み合わせを用いて、一方の電圧系の電力を電圧変換して他方の電圧系に供給するようにしたので、異なる２つの電圧の電力を、従来よりも低コストでそれぞれ供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１発明の実施形態からなる車両用電源装置の構成図である。
【図２】第２発明の実施形態からなる車両用電源装置の構成図である。
【図３】従来の車両用電源装置の構成図の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、第１発明の実施形態からなる車両用電源装置を示す。
【００１３】
この車両用電源装置１Ａは、高電圧（例えば、４２Ｖ）の電力を供給する高電圧系と、低電圧（例えば、２４Ｖ）の電力を供給する低電圧系とからなる２つの電圧系を有するものであり、エンジン（図示せず）を駆動源とする電圧制御型ＡＣＧ２と、その電圧制御型ＡＣＧ２により充電される鉛バッテリ３と、それらの電圧制御型ＡＣＧ２及び鉛バッテリ３の間に接続する互いに並列に接続された蓄電器４及びスイッチ素子５とを備えている。また、電圧制御型ＡＣＧ２及び鉛バッテリ３の負極側は接地されている。
【００１４】
電圧制御型ＡＣＧ２は、交流電力の整流回路と、出力電圧を変化させるレギュレータとを備えた交流発電機であり、作動状態を切り替えることで、高電圧及び低電圧の電力をそれぞれ発電する性能を有している。
【００１５】
鉛バッテリ３は、低電圧系の電源として、一端が接地された低電圧負荷６に電力を供給する。
【００１６】
蓄電器４は、高電圧系の電源として、一端が接地された高電圧負荷７に電力を供給する。この蓄電器４には、鉛バッテリ３に比べて容量は小さいが、短時間で大電力の充放電が可能であり、かつ充放電による劣化が小さいという観点から、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどが望ましく用いられる。また、蓄電器４の正極側にはダイオード８が設置されている。
【００１７】
スイッチ素子５は、ＥＣＵなどの制御手段９によりオンオフが制御される。制御手段９は、低電圧負荷６及び高電圧負荷７における電力の消費状況をそれぞれ検知する電力センサ１０、１１と、電圧制御型ＡＣＧ２とに、信号線（一点鎖線で示す）を通じてそれぞれ接続している。
【００１８】
このような車両用電源装置１Ａにおいて、制御手段９は、２台の電力センサ１０、１１からの信号により低電圧系及び高電圧系における電力の消費状況を判定し、その判定結果に応じて、スイッチ素子５がオフでかつ電圧制御型ＡＣＧ２が高電圧で発電する第１の発電モードと、スイッチ素子５がオンでかつ電圧制御型ＡＣＧ２が低電圧で発電する第２の発電モードとを切り替える制御を行う。
【００１９】
具体的には、制御手段９が、高電圧負荷７による電力消費量が、低電圧負荷６による電力消費量以上であると判定したときには、第１の発電モードに切り替えることで、蓄電器４及び高電圧負荷７に高電圧の電力が供給される。その一方で、制御手段９が、高電圧負荷７による電力消費量が、低電圧負荷６による電力消費量未満であると判定したときには、第２の発電モードに切り替えることで、鉛バッテリ３及び低電圧負荷６に低電圧の電力が供給される。
【００２０】
このような制御により、従来のＤＣ−ＤＣコンバータの代わりに、より安価である電圧制御型ＡＣＧ２、蓄電器４及びスイッチ素子５の組み合わせにより、低電圧系の電力を電圧変換して高電圧系に供給するので、異なる２つの電圧の電力を、従来よりも低コストでそれぞれ供給することができるのである。
【００２１】
また、蓄電器４の負極側を鉛バッテリ３の正極側に接続しているため、従来の車両用電源装置（図３を参照）のように蓄電器２３の負極側を接地した場合に比べて、蓄電器４の容量を小さくして装置を小型化することができる。
【００２２】
図２は、第２発明の実施形態からなる車両用電源装置を示す。なお、図１と同じ部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２３】
この車両用電源装置１Ｂは、図１に示す車両用電源装置１Ａにおける蓄電器４の負極側を接地したものである。なお、制御手段９の制御内容は、車両用電源装置１Ａの場合と同一である。
【００２４】
このように構成することで、蓄電器４及び高電圧負荷７に供給される電力の電圧を、鉛バッテリ３及び低電圧負荷６に供給される電力の電圧よりも低くすることができるため、車両用電源装置１Ｂの機能を向上することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１Ａ、１Ｂ  車両用電源装置
２  電圧制御型ＡＣＧ
３  鉛バッテリ
４  蓄電器
５  スイッチ素子
６  低電圧負荷
７  高電圧負荷
８  ダイオード
９  制御手段
１０、１１  電力センサ
【図１】
2015202773.tif 000003
【図２】
2015202773.tif 000004
【図３】
2015202773.tif 000005