(57)【要約】【課題】発電機の出力電圧を副蓄電装置の出力電圧に依存せずに昇降圧することが可能な車両用電源回路を提供する。【解決手段】車両の減速時に電力を生成すると共にその出力電圧を制御することができる発電機１０１から電気負荷１０２に第１の開閉器１０３を介して電力を供給する第１の給電経路Ｐ1と、発電機１０１から蓄電装置１０４に第２の開閉器１０５を介して電力を供給する充電経路Ｐ2と、蓄電装置１０４から電気負荷１０２にＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を介して電力を供給する第２の給電経路Ｐ3と、を備える車両用電源回路１００である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の減速時に電力を生成すると共にその出力電圧を制御することができる発電機から電気負荷に第１の開閉器を介して電力を供給する第１の給電経路と、
前記発電機から蓄電装置に第２の開閉器を介して電力を供給する充電経路と、
前記蓄電装置から前記電気負荷にＤＣ／ＤＣコンバータを介して電力を供給する第２の給電経路と、
を備えることを特徴とする車両用電源回路。
【請求項２】
前記発電機から前記電気負荷に電力を供給する際は、前記第１の開閉器を閉じると共に前記第２の開閉器を開く請求項１に記載の車両用電源回路。
【請求項３】
前記発電機から前記蓄電装置に電力を供給する際は、前記第１の開閉器を開くと共に前記第２の開閉器を閉じる請求項１又は２に記載の車両用電源回路。
【請求項４】
前記第１の開閉器及び／又は前記第２の開閉器は、機械式継電器又は半導体継電器からなる請求項１から３の何れか一項に記載の車両用電源回路。
【請求項５】
前記蓄電装置は、蓄電器又は蓄電池からなる請求項１から４の何れか一項に記載の車両用電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の減速時に発電機から蓄電装置や電気負荷に電力を供給すると共に蓄電装置から電気負荷に電力を供給して蓄電装置を充電したり電気負荷を駆動したりするための車両用電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２に示すように、車両の減速時に電力を生成すると共にその出力電圧を制御することができる発電機（オルタネータ／ＡＣＧ）２０１から、急速に充放電することができると共に充電量に依存して出力電圧が変化する蓄電器（コンデンサ）からなる蓄電装置２０２や、主に電気負荷容量が小さいメータや照明等からなる電気負荷２０３に電力を供給すると共に、蓄電装置２０２から電気負荷２０３に電力を供給して、蓄電装置２０２を充電したり電気負荷２０３を駆動したりするための車両用電源回路２００が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
この車両用電源回路２００では、発電機２０１は、常時、蓄電装置２０２と電気的に接続されており、その出力電圧が蓄電装置２０２の出力電圧と常に等しくなっていることから、蓄電装置２０２が十分に充電されておらず、その出力電圧が低い場合は、開閉器２０４を閉じることにより、発電機２０１から蓄電装置２０２に電力を供給して蓄電装置２０２を充電しつつ、発電機２０１から電気負荷２０３に開閉器２０４を介して電力を供給して発電機２０１で直接的に電気負荷２０３を駆動し、蓄電装置２０２が十分に充電されており、その出力電圧が高い場合は、開閉器２０４を開くことにより、蓄電装置２０２から電気負荷２０３にＤＣ／ＤＣコンバータ２０５を介して電力を供給して蓄電装置２０２で電気負荷２０３を駆動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４０４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来技術に係る車両用電源回路２００では、蓄電装置２０２が十分に充電されており、その出力電圧が高い場合は、発電機２０１の出力電圧も高くなってしまうことから、開閉器２０４を閉じて発電機２０１から電気負荷２０３に電力を供給すると電気負荷２０３が破壊されてしまう虞がある。
【０００６】
そのため、発電機２０１の発電能力に余裕がある場合であっても、蓄電装置２０２から電気負荷２０３にＤＣ／ＤＣコンバータ２０５を介して電力を供給する必要があり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０５の最大出力に対応する電力しか供給することがでないという課題がある。
【０００７】
また、最大出力が大きいＤＣ／ＤＣコンバータ２０５を採用することにより、前述の課題を解決することもできるが、最大出力が大きいＤＣ／ＤＣコンバータ２０５は高価であり、車両価格の増加に繋がってしまうため、最大出力が大きいＤＣ／ＤＣコンバータ２０５を採用するという対策は採り難い。
【０００８】
更に、蓄電装置２０２を充電する際は、発電機２０１の出力電圧を高くして蓄電装置２０２の出力電圧を電気負荷２０３の駆動電圧の２倍以上に引き上げるため、開閉器２０４を閉じて発電機２０１から電気負荷２０３に電力を供給することができず、開閉器２０４を閉じて発電機２０１から電気負荷２０３に電力を供給するためには、蓄電装置２０２の充電量が低下してその出力電圧が低くなるまで待つ必要がある。
【０００９】
なお、蓄電装置２０２は副蓄電装置であり、車両用電源回路２００には、電力を長期に亘って保持すると共に主に電気負荷容量が大きいセルモータ等からなる電気負荷２０６に電力を供給するための蓄電装置２０７が主蓄電装置として電気的に接続されており、蓄電装置２０２として放電容量が大きいリチウムイオン二次電池やリチウムイオンキャパシタ等を採用する場合には、これらの致命的な劣化を防止するために、その出力電圧を致命的な劣化が発生する下限電圧よりも高く維持する必要がある。
【００１０】
この場合、蓄電装置２０２の充電量によらず、主蓄電装置たる蓄電装置２０７と副蓄電装置たる蓄電装置２０２との間に出力電圧差が発生し、車両の減速時の発電が行われるとき以外にもＤＣ／ＤＣコンバータ２０５を介して電力が供給されることになるため、エネルギ損失が大きくなる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、発電機の出力電圧を副蓄電装置の出力電圧に依存せずに昇降圧することが可能な車両用電源回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するために創案された本発明は、車両の減速時に電力を生成すると共にその出力電圧を制御することができる発電機から電気負荷に第１の開閉器を介して電力を供給する第１の給電経路と、前記発電機から蓄電装置に第２の開閉器を介して電力を供給する充電経路と、前記蓄電装置から前記電気負荷にＤＣ／ＤＣコンバータを介して電力を供給する第２の給電経路と、を備える車両用電源回路である。
【００１３】
前記発電機から前記電気負荷に電力を供給する際は、前記第１の開閉器を閉じると共に前記第２の開閉器を開くと良い。
【００１４】
前記発電機から前記蓄電装置に電力を供給する際は、前記第１の開閉器を開くと共に前記第２の開閉器を閉じると良い。
【００１５】
前記第１の開閉器及び／又は前記第２の開閉器は、機械式継電器又は半導体継電器からなると良い。
【００１６】
前記蓄電装置は、蓄電器又は蓄電池からなると良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、発電機の出力電圧を副蓄電装置の出力電圧に依存せずに昇降圧することが可能な車両用電源回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る車両用電源回路を示す概略図である。
【図２】従来技術に係る車両用電源回路を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２０】
図１に示すように、本発明の好適な実施の形態に係る車両用電源回路１００は、車両の減速時に電力を生成すると共にその出力電圧を制御することができる発電機１０１から電気負荷１０２に第１の開閉器１０３を介して電力を供給する第１の給電経路Ｐ1と、発電機１０１から蓄電装置１０４に第２の開閉器１０５を介して電力を供給する充電経路Ｐ2と、蓄電装置１０４から電気負荷１０２にＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を介して電力を供給する第２の給電経路Ｐ3と、を備えている。
【００２１】
これらの接続関係を具体的に示すと、発電機１０１の出力端１０７は第１の開閉器１０３の入力端１０８と第２の開閉器１０５の入力端１０９とに電気的に接続されており、第１の開閉器１０３の出力端１１０は電気負荷１０２の入力端１１１と電気的に接続されており、第２の開閉器１０５の出力端１１２は蓄電装置１０４の電極１１３と電気的に接続されており、蓄電装置１０４の電極１１３は第２の開閉器１０５の出力端１１２の他にもＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の入力端１１４と電気的に接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の出力端１１５は電気負荷１０２の入力端１１１と電気的に接続されている。
【００２２】
発電機１０１は、エンジンの回転を動力源として電力を生成するものであり、その発電量、即ち、出力電圧は、エンジン回転数に比例して昇降圧するため、これを制御するレギュレータ（図示せず）を有している。
【００２３】
電気負荷１０２は、電気負荷容量が小さいメータや照明等からなり、第１の開閉器１０３及び／又は第２の開閉器１０５は、機械式継電器又は半導体継電器からなり、蓄電装置１０４は、蓄電器又は蓄電池からなる。
【００２４】
なお、蓄電装置１０４は副蓄電装置であり、車両用電源回路１００には、電力を長期に亘って保持すると共に主に電気負荷容量が大きいセルモータ等からなる電気負荷１１６に電力を供給するための蓄電装置１１７が主蓄電装置として電気的に接続されていても構わない。蓄電装置１１７の電極１１８は電気負荷１０２の入力端１１１と電気負荷１１６の入力端１１９とに電気的に接続されている。
【００２５】
発電機１０１から電気負荷１０２に電力を供給する際は、第１の開閉器１０３を閉じると共に第２の開閉器１０５を開く。
【００２６】
これにより、発電機１０１が蓄電装置１０４から電気的に切断されるため、発電機１０１の出力電圧を蓄電装置１０４の出力電圧に依存せずに昇降圧することが可能となる。
【００２７】
そのため、車両用電源回路１００では、蓄電装置１０４の充電量によらず、発電機１０１の出力電圧を低電圧（例えば、１２Ｖ）とし、これを発電機１０１から電気負荷１０２に第１の給電経路Ｐ1を通じて供給し、発電機１０１で直接的に電気負荷１０２を駆動することができる。
【００２８】
このとき、蓄電装置１０４が十分に充電されており、その出力電圧が高い場合は、蓄電装置１０４から電気負荷１０２に第２の給電経路Ｐ3を通じて電力を供給し、発電機１０１と蓄電装置１０４とで電気負荷１０２を駆動することもできる。
【００２９】
発電機１０１から蓄電装置１０４に電力を供給する際は、第１の開閉器１０３を開くと共に第２の開閉器１０５を閉じる。
【００３０】
これにより、発電機１０１が電気負荷１０２から電気的に切断されるため、発電機１０１の出力電圧を昇圧すると共に発電機１０１から蓄電装置１０４に充電経路Ｐ2を通じて電力を供給して蓄電装置１０４を充電することができる。
【００３１】
このように、車両用電源回路１００によれば、発電機１０１を蓄電装置１０４から電気的に切断することができるため、発電機１０１の発電能力に余裕がある場合は、発電機１０１で直接的に電気負荷１０２を駆動することができ、蓄電装置１０４から電気負荷１０２にＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を介して電力を供給する必要が無く、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の最大出力に制限されない電力の供給が可能となる。
【００３２】
また、車両用電源回路１００では、最大出力が大きいＤＣ／ＤＣコンバータ１０６を採用する必要が無く、車両価格の増加に繋がる虞も無い。
【００３３】
更に、車両用電源回路１００では、発電機１０１の出力電圧を蓄電装置１０４の出力電圧に依存せずに昇降圧することができるため、蓄電装置１０４の充電量によらず、発電機１０１で直接的に電気負荷１０２を駆動することが可能となる。
【符号の説明】
【００３４】
１００  車両用電源回路
１０１  発電機
１０２  電気負荷
１０３  第１の開閉器
１０４  蓄電装置
１０５  第２の開閉器
１０６  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０７  出力端
１０８  入力端
１０９  入力端
１１０  出力端
１１１  入力端
１１２  出力端
１１３  電極
１１４  入力端
１１５  出力端
１１６  電気負荷
１１７  蓄電装置
１１８  電極
１１９  入力端
【図１】
2015223960.tif 000003
【図２】
2015223960.tif 000004