(57)【要約】【課題】負荷装置に供給する電源電圧の変動を抑制すること。【解決手段】車両用電源装置１０は、エンジン２１に連動するオルタネータ１１と、オルタネータ１１からの電力を蓄える第１の蓄電装置１２及び第２の蓄電装置１３と、を備える。第１の蓄電装置１２及び第２の蓄電装置１３が放電した電力、及びオルタネータ１１が発電した電力は第１の負荷装置３１及び第２の負荷装置３２に供給される。第１の負荷装置３１は、安定した電源電圧を必要とするものであり、第２の負荷装置３２は、駆動時に第２の負荷装置３２よりも大きな電流が流れるものである。第１の蓄電装置１２と第２の蓄電装置１３は、この順番でオルタネータ１１に対して接続されるとともに、第１の蓄電装置１２は、第１の負荷装置３１に応じた位置に配置され、第２の蓄電装置１３は、第２の負荷装置３２に応じた位置に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに連動する発電機と、前記発電機からの電力を蓄える第１の蓄電装置及び第２の蓄電装置と、を備え、前記第１の蓄電装置及び前記第２の蓄電装置が放電した電力、及び前記発電機が発電した電力を第１の負荷装置及び第２の負荷装置に供給する車両用電源装置であって、
前記第１の負荷装置は、安定した電源電圧を必要とするものであり、前記第２の負荷装置は、駆動時に前記第２の負荷装置よりも大きな電流が流れるものであり、
前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置は、この順番で前記発電機に対して接続されるとともに、前記第１の蓄電装置は、前記第１の負荷装置に応じた位置に配置され、前記第２の蓄電装置は、前記第２の負荷装置に応じた位置に配置されること、
を特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用電源装置において、
車両状況に応じて前記発電機の出力電圧を制御する制御装置を備え、
前記第２の蓄電装置は、前記第１の蓄電装置よりも急速な充放電が可能であること、
を特徴とする車両用電源装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用電源装置において、
前記発電機に対して接続された複数の前記第２の蓄電装置を含み、
複数の前記第２の蓄電装置は、車両に備えられる複数の前記第２の負荷装置のそれぞれに対して接続されること、
を特徴とする車両用電源装置。
【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するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車など車両に搭載された車両用電源装置は、オルタネータ（車載発電機），バッテリ等を備えている。また、車両には電動パワーステアリング装置などの各種電気負荷が搭載されている。エンジンに連動するオルタネータで発電された電力は、バッテリの充電や、車両に搭載された電気負荷の駆動に利用される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１２３３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両に搭載された電気負荷には、電気負荷に電力を供給する電路における電圧降下を生じさせるものがある。例えば、モータ等を有する電気負荷は、その駆動時に瞬間的に過大な突入電流を生じさせる。このような突入電流は、バッテリの内部抵抗により一時的な電圧降下を生じさせる。ある種の電気負荷（例えばナビゲーションシステムの制御回路（ＥＣＵ:Electronic Control Unit））は、電圧降下によってリセットしたり誤動作したりするおそれがある。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、負荷装置に電力を供給する電路における電圧変動を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する車両用電源装置は、エンジンに連動する発電機と、前記発電機からの電力を蓄える第１の蓄電装置及び第２の蓄電装置と、を備え、前記第１の蓄電装置及び前記第２の蓄電装置が放電した電力、及び前記発電機が発電した電力を第１の負荷装置及び第２の負荷装置に供給する車両用電源装置であって、前記第１の負荷装置は、安定した電源電圧を必要とするものであり、前記第２の負荷装置は、駆動時に前記第２の負荷装置よりも大きな電流が流れるものであり、前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置は、この順番で前記発電機に対して接続されるとともに、前記第１の蓄電装置は、前記第１の負荷装置に応じた位置に配置され、前記第２の蓄電装置は、前記第２の負荷装置に応じた位置に配置される。
【０００７】
この構成によれば、駆動時に大きな電流が流れる第２の負荷装置に対して、その第２の負荷装置に応じて配置された第２の蓄電装置から電流が供給される。このため、第１の負荷装置における電源電圧の変動が抑制される。
【０００８】
上記の車両用電源装置において、車両状況に応じて前記発電機の出力電圧を制御する制御装置を備え、前記第２の蓄電装置は、前記第１の蓄電装置よりも急速な充放電が可能であることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、車両の状況に応じて発電機の出力電圧が制御され、その発電機において発電された電力が第１の蓄電装置と第２の蓄電装置に蓄えられる。そして、第２の蓄電装置は第１の蓄電装置と比べ急速な充放電が可能であるため、第１の蓄電装置に対する充放電の頻度が低減される。
【００１０】
上記の車両用電源装置において、前記発電機に対して接続された複数の前記第２の蓄電装置を含み、複数の前記第２の蓄電装置は、車両に備えられる複数の前記第２の負荷装置のそれぞれに対して接続されることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、複数の第２の負荷装置のそれぞれに接続される第２の蓄電装置から、それぞれの第２の負荷装置の駆動時に電流が供給され、第１の負荷装置における電源電圧の変動が抑制される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、負荷装置に供給する電源電圧の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両用電源装置の電気回路図である。
【図２】車両用電源装置の配置を示す概略図である。
【図３】別の配置を示す概略図である。
【図４】別の配置を示す概略図である。
【図５】別の配置を示す概略図である。
【図６】別の車両用電源装置の電気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、一実施形態を説明する。
図１に示すように、車両用電源装置１０は、発電機としてのオルタネータ（ＡＬＴ）１１、第１の蓄電装置１２、第２の蓄電装置１３、制御装置１４を備えている。
【００１５】
オルタネータ１１は、エンジン２１に連結されている。オルタネータ１１は、エンジン２１に連動し、車両状況に応じて電力を発生する。例えば、加速時では、エンジン２１の回転に応じてオルタネータ１１が駆動される。また、減速時では、車輪２２がエンジン２１を回転させることでオルタネータ１１が駆動される。
【００１６】
制御装置１４は、車両状況に応じた検出信号ＳＣに基づいてオルタネータ１１の出力電圧を制御する。検出信号ＳＣは１つ又は複数の信号を含む。検出信号ＳＣは、例えば図示しない車速センサからの車速信号及びブレーキ信号である。制御装置１４は、検出信号ＳＣに基づいて判定した車両の走行状態に応じて、オルタネータ１１を制御する。
【００１７】
オルタネータ１１はレギュレータと整流器を含む。レギュレータは、制御装置１４からの制御電圧に応じてフィールドコイルに流れる励磁電流（界磁電流）を制御する。オルタネータ１１は、励磁状態のフィールドコイルが回転することにより、ステータコイルに誘起電力を発生する。そして、この誘起電力を整流器により直流電力に変換して出力する。したがって、制御装置１４は、制御電圧により、オルタネータ１１における発電電圧を制御する。
【００１８】
第１の蓄電装置１２と第２の蓄電装置１３は、この順番でオルタネータ１１に対して接続されている。詳述すると、オルタネータ１１により発生した電力は、電源ラインＬ１１を介して、第１の蓄電装置１２へ供給される。第１の蓄電装置１２は、例えば鉛蓄電池などの二次電池である。第１の蓄電装置１２は、オルタネータ１１から供給される電力を蓄える。また、オルタネータ１１により発生した電力は、電源ラインＬ１１及び電源ラインＬ１２を介して第２の蓄電装置１３へ供給される。第２の蓄電装置１３は、第１の蓄電装置１２と比べ、充放電が良く、急速な充放電が可能な蓄電装置である。本実施形態の第２の蓄電装置１３は、例えば電気二重層キャパシタなどのキャパシタである。第２の蓄電装置１３は、オルタネータ１１から供給される電力を蓄える。
【００１９】
オルタネータ１１により発生する電力、第１の蓄電装置１２と第２の蓄電装置１３から放出される電力は、負荷装置３１〜３３に供給される。第１の蓄電装置１２にはエンジン２１を始動するためのスタータ２３が接続されている。
【００２０】
第１の負荷装置３１は、安定した電源電圧が必要な電気負荷である。このような第１の負荷装置３１は例えば，電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ:Electric Power Steering），アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ:Antilock Brake System）の制御装置，車両安定制御システム等の制御装置（ＥＣＵ:Electronic Control Unit）、ナビゲーションシステム、等を含む。また、第１の負荷装置３１は例えば、ヨーレートセンサ，加速度センサ，舵角センサ，バックソナー等のセンサを含む。また、第１の負荷装置３１は例えば、電子料金収受システム（ＥＴＣ:Electronic Toll Collection System）、オーディオ装置，メータ等の表示部、ヘッドランプ、等を含む。
【００２１】
第２の負荷装置３２は、駆動時に大きな電流が流れる電気負荷である。このような第２の負荷装置３２は例えば、空調装置のコンプレッサやブロア、シートヒータなどの各種ヒータ装置、電動パワーステアリング装置の駆動部（モータ）、電動シート、オーディオ装置のアンプ、等を含む。
【００２２】
第３の負荷装置３３は、上記の第１の負荷装置３１と第２の負荷装置３２以外の電気負荷である。この第３の負荷装置３３は、電源電圧の変動の影響を受けにくい電気負荷である。例えば、電動アウターミラー等のように、使用頻度の少ない電気負荷や、搭乗者が電圧変動の影響を把握し難い電気負荷を含む。
【００２３】
上記第２の蓄電装置１３は、第２の負荷装置３２に応じて配置される。上記したように、第２の蓄電装置１３は、急速な充放電に対応可能である。第２の負荷装置３２は、その駆動時において、一時的に大電流を流す電気負荷である。したがって、第２の蓄電装置１３は、第２の負荷装置３２の駆動に対応する一時的な電流を供給する。
【００２４】
次に、上記の車両用電源装置の配置の一例を説明する。
図２に示すように、オルタネータ１１は、車両４０の前部であって、例えばエンジンルーム（エンジンコンパートメント）４１に配設されている。また、このエンジンルーム４１には、第１の蓄電装置１２と第１の電気接続箱５１（ジャンクションボックス）が配設されている。オルタネータ１１は、電源ラインＬ１１を介して第１の電気接続箱５１に接続されている。第１の電気接続箱５１は、オルタネータ１１、第１の蓄電装置１２、各種の電気負荷を接続するための端子（コネクタ）、電力を分岐する分岐回路、ヒューズを含む。図１に示す第１の負荷装置３１と第３の負荷装置３３は、第１の電気接続箱５１に接続される。
【００２５】
車両４０において、エンジンルーム４１の後方側に位置する車室４２内には、第２の電気接続箱５２と第２の蓄電装置１３が配設されている。第２の電気接続箱５２及び第２の蓄電装置１３は、例えばシートの下に配置される。第２の電気接続箱５２は、第１の電気接続箱５１、第２の蓄電装置１３、各種の電気負荷を接続するための端子（コネクタ）、電力を分岐する分岐回路、ヒューズを含む。第２の電気接続箱５２は、電源ラインＬ１２を介して第１の電気接続箱５１に接続されている。そして、図１に示す第２の負荷装置３２は、第２の電気接続箱５２に接続される。
【００２６】
次に、上記の車両用電源装置の作用を説明する。
図１に示すように、オルタネータ１１はエンジン２１に連結され、エンジン２１に連動して発電する。オルタネータ１１において、フィールドコイルの励磁電流は、フィールドコイル（ロータ）とステータコイル（ステータ）の間の回転抵抗、つまりオルタネータ１１のトルクに影響する。励磁電流を大きくすると回転抵抗が増し、トルクが増大する。オルタネータ１１のトルク（回転抵抗）は、エンジン２１における負荷である。したがって、例えば加速時にオルタネータ１１の励磁電流を小さくすることで、エンジン２１の負荷を軽減する。また、例えば減速時に車輪２２がエンジン２１を回転させるため、オルタネータ１１の励磁電流を大きくすることで、燃料消費を少なくして効率のよい発電が可能となる。
【００２７】
上記のように、例えば車両の減速時において、オルタネータ１１にて発電される電力（回生電力）は、第１の蓄電装置１２と第２の蓄電装置１３に蓄えられる。第２の蓄電装置１３は、第１の蓄電装置１２と比べ、急速な充放電に適している。したがって、オルタネータ１１により生じる回生電力を容易に蓄積することができる。また、第２の蓄電装置１３を搭載することで、鉛蓄電池のみを搭載した車両と比べ、回生エネルギーを効率よく回収される。
【００２８】
図１に示す第２の負荷装置３２を駆動すると、その第２の負荷装置３２に大きな電流が流れる。このとき、第２の負荷装置３２に対応して第２の蓄電装置１３が配置されている。この第２の蓄電装置１３は、上記したように急速な充放電に適している。したがって、第２の負荷装置３２に対して、第２の負荷装置３２から電流が流れる。このため、第１の負荷装置３１から第２の負荷装置３２に対して流れる電流量は、第２の蓄電装置１３を搭載していない車両と比べ、少なくなる。これにより、第１の蓄電装置１２に接続された電源ラインＬ１１における電圧降下が抑制される。つまり、第１の蓄電装置１２に対応する第１の負荷装置３１に供給する電源電圧の低下が抑制される。
【００２９】
また、鉛蓄電池である第１の蓄電装置１２は、急速な充放電の繰り返しにより劣化しやすい。したがって、第２の負荷装置３２を駆動する際に、急速な充放電に適した第２の蓄電装置１３から電流を供給することで、第１の蓄電装置１２における急速な充放電の頻度が少なくなる。これにより、第１の蓄電装置１２の劣化が抑制される。
【００３０】
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）車両用電源装置１０は、エンジン２１に連動するオルタネータ１１と、オルタネータ１１からの電力を蓄える第１の蓄電装置１２及び第２の蓄電装置１３と、を備える。第１の蓄電装置１２及び第２の蓄電装置１３が放電した電力、及びオルタネータ１１が発電した電力は第１の負荷装置３１及び第２の負荷装置３２に供給される。第１の負荷装置３１は、安定した電源電圧を必要とするものであり、第２の負荷装置３２は、駆動時に第２の負荷装置３２よりも大きな電流が流れるものである。第１の蓄電装置１２と第２の蓄電装置１３は、この順番でオルタネータ１１に対して接続されるとともに、第１の蓄電装置１２は、第１の負荷装置３１に応じた位置に配置され、第２の蓄電装置１３は、第２の負荷装置３２に応じた位置に配置される。この結果、駆動時に大きな電流が流れる第２の負荷装置３２に対して、その第２の負荷装置３２に応じて配置された第２の蓄電装置１３から電流が供給される。このため、第１の負荷装置３１における電源電圧の変動を抑制することができる。
【００３１】
（２）制御装置１４は、車両状況に応じてオルタネータ１１の出力電圧を制御する。第２の蓄電装置１３は、第１の蓄電装置１２よりも急速な充放電が可能なものであり、例えばキャパシタである。この結果、車両の状況に応じてオルタネータ１１の出力電圧が制御され、そのオルタネータ１１において発電された電力（回生電力）が第１の蓄電装置１２と第２の蓄電装置１３に蓄えられる。これにより、例えば加速時にオルタネータ１１の出力電圧を低くし、減速時にオルタネータ１１の出力電圧を高くすることで、燃料消費を少なくして効率のよい発電を行うことができる。また、例えば減速時における回生エネルギーを効率よく回収することができる。そして、第２の蓄電装置１３は第１の蓄電装置１２と比べ急速な充放電が可能であるため、第１の蓄電装置１２に対する充放電の頻度を低減することができる。第１の蓄電装置１２は例えば鉛蓄電池であり、この第１の蓄電装置１２に対する充放電の頻度を低減することで、第１の蓄電装置１２の劣化を抑制することができる。
【００３２】
尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施されてもよい。
・上記実施形態に対し、車両用電源装置の配置を適宜変更してもよい。
例えば、図３に示すように、車両４０の後方であってラゲージルーム４３に第２の電気接続箱５２と第２の蓄電装置１３を配設してもよい。
【００３３】
また、図４に示すように、ラゲージルーム４３に電気接続箱５１，５２及び蓄電装置１２，１３を配置してもよい。
また、図５に示すように、ラゲージルーム４３に第１の電気接続箱５１及び第１の蓄電装置１２を配置し、車室４２に第２の電気接続箱５２及び第２の蓄電装置１３を配置してもよい。
【００３４】
・第１の蓄電装置１２をニッケル・カドミウム蓄電池などの二次電池としてもよい。
・第２の蓄電装置１３を例えばリチウムイオンキャパシタなどとしてもよい。また、第２の蓄電装置１３を、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池としてもよい。また、第２の蓄電装置１３を、二次電池とキャパシタを複合した電源装置としてもよい。
【００３５】
・上記実施形態では、図２に示すように、第２の電気接続箱５２に接続した第２の蓄電装置１３から第２の負荷装置３２に対して電力供給を行ったが、複数の第２の負荷装置３２のそれぞれに第２の蓄電装置１３を接続するようにしてもよい。
【００３６】
・上記実施形態は、第２の負荷装置３２に応じて第２の蓄電装置１３を配置し、第２の負荷装置３２に流れる電流に基づいて第１の負荷装置３１の電源電圧に生じる変動（電圧低下）を抑制するようにした。したがって、第１の蓄電装置１２から第２の負荷装置３２に流れる電流による電圧低下が抑制可能であればよい。例えば、電源ラインの抵抗値を設定することで、電圧低下を抑制するようにしてもよい。
【００３７】
例えば、図６に示すように、第１の蓄電装置１２と第２の負荷装置３２の間の電源ラインＬ２１の抵抗値Ｒ２１と、第２の負荷装置３２と第２の蓄電装置１３の間の電源ラインＬ２２の抵抗値Ｒ２２を適宜設定する。
【００３８】
電源ラインＬ２１の抵抗値Ｒ２１は、第１の蓄電装置１２の内部抵抗の抵抗値と、第１の蓄電装置１２と第２の負荷装置３２の間のワイヤハーネスの抵抗値を合計した値となる。ワイヤハーネスの抵抗値は、電線の抵抗値、ヒューズの抵抗値、接続部分における抵抗値を含む。同様に、電源ラインＬ２２の抵抗値Ｒ２２は、第２の負荷装置３２と第２の蓄電装置１３の間のワイヤハーネスの抵抗値と、第２の蓄電装置１３の内部抵抗の抵抗値を合計した値となる。したがって、抵抗値Ｒ２１，Ｒ２２を、（Ｒ２１＞Ｒ２２）とするように、ワイヤハーネスに利用する電線の材質や太さ、蓄電装置１２，１３を設定する。このようにしても、第１の負荷装置３１における電源電圧の低下を抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００３９】
１０…車両用電源装置、１１…オルタネータ、１２…第１の蓄電装置、１３…第２の蓄電装置、１４…制御装置、２１…エンジン、３１…第１の負荷装置、３２…第２の負荷装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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