(57)【要約】      （修正有）【課題】伝送ラインの径が大きくなるのを抑制しながら、伝送される電力を大きくすることが可能な船外機用電源システムを提供する。【解決手段】船外機用電源システム１００は、クランクシャフト１１１を含むエンジン１１と、発電機１２と、エンジン１１を駆動させるためのスタータモータ１７と、発電機１２から出力される交流電力を直流電力に変換するコンバータ１３と、エンジン１、発電機１２、スタータモータ１７およびコンバータ１３を覆うエンジンカバー１１２と、コンバータ１３により変換された電力をスタータモータ１７に供給するとともに、エンジンカバー外部に電力を供給可能な第１端子１８と、コンバータ１３とスタータモータ１７との間の分岐部１５１から分岐して、第１端子１８の電圧よりも高い電圧でエンジンカバー外部に電力を供給可能な第２端子１９とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトを含むエンジンと、
ステータと、前記クランクシャフトにより駆動されるロータとを含む発電機と、
前記エンジンを駆動させるためのエンジン補機と、
前記発電機から出力される交流電力を直流電力に変換する変換器と、
前記エンジン、前記発電機、前記エンジン補機および前記変換器を覆うエンジンカバーと、
前記変換器により変換された電力を前記エンジン補機に供給するとともに、前記エンジンカバー外部に電力を供給可能な第１端子と、
前記変換器と前記エンジン補機との間の分岐部から分岐して、前記第１端子の電圧よりも高い電圧で前記エンジンカバー外部に電力を供給可能な第２端子とを備える、船外機用電源システム。
【請求項２】
前記分岐部と前記エンジン補機との間に配置された第１降圧器をさらに備え、
前記分岐部の電圧は、エンジン補機電圧以上になるように構成されている、請求項１に記載の船外機用電源システム。
【請求項３】
前記変換器は、前記エンジン補機電圧以上の電圧の直流電力を出力するように構成されている、請求項２に記載の船外機用電源システム。
【請求項４】
前記発電機により前記エンジン補機電圧以上の電圧の交流電力が出力されるように構成されている、請求項２または３に記載の船外機用電源システム。
【請求項５】
前記変換器において前記発電機の界磁制御が行われるように構成されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の船外機用電源システム。
【請求項６】
前記変換器と前記分岐部との間に配置された第１昇圧器をさらに備える、請求項２〜５のいずれか１項に記載の船外機用電源システム。
【請求項７】
前記第１端子は、前記船外機が設けられる船体に配置されたエンジン用バッテリに接続されるように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の船外機用電源システム。
【請求項８】
前記エンジン補機は、インジェクタ、スタータモータ、エンジンコントロールユニットおよび点火プラグのうち少なくとも１つを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の船外機用電源システム。
【請求項９】
前記発電機、前記エンジン補機および前記変換器は、前記エンジンに取り付けられている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の船外機用電源システム。
【請求項１０】
前記分岐部と前記第２端子との間に配置された第２昇圧器をさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の船外機用電源システム。
【請求項１１】
前記第２端子は、前記船外機が設けられる船体に配置されたアクセサリ用バッテリに接続されるように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の船外機用電源システム。
【請求項１２】
前記アクセサリ用バッテリは、前記船体に配置された電装機器へ電力を供給するように構成されている、請求項１１に記載の船外機用電源システム。
【請求項１３】
前記第２端子は、第２降圧器を介して前記アクセサリ用バッテリに接続されるように構成されている、請求項１１または１２に記載の船外機用電源システム。
【請求項１４】
前記分岐部と前記アクセサリ用バッテリとの間に定電圧器が設けられ、
前記第２端子は、直列に接続されたｎ個の前記アクセサリ用バッテリに接続されるように構成されており、
前記定電圧器は、アクセサリ用バッテリ電圧×ｎの電圧に変圧して出力するように構成されている、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の船外機用電源システム。
【請求項１５】
船外機と、
前記船外機が取り付けられた船体と、
前記船体に配置されたエンジン用バッテリおよびアクセサリ用バッテリとを備え、
前記船外機は、
クランクシャフトを含むエンジンと、
ステータと、前記クランクシャフトにより駆動されるロータとを含む発電機と、
前記エンジンを駆動させるためのエンジン補機と、
前記発電機から出力される交流電力を直流電力に変換する変換器と、
前記エンジン、前記発電機、前記エンジン補機および前記変換器を覆うエンジンカバーと、
前記変換器により変換された電力を前記エンジン補機に供給するとともに、前記エンジンカバー外部の前記エンジン用バッテリに電力を供給可能な第１端子と、
前記変換器と前記エンジン補機との間の分岐部から分岐して、前記第１端子の電圧よりも高い電圧で前記エンジンカバー外部の前記アクセサリ用バッテリに電力を供給可能な第２端子とを含む、船外機艇。
【請求項１６】
クランクシャフトを含むエンジンと、
ステータと、前記クランクシャフトにより駆動されるロータとを含む発電機と、
前記エンジンを駆動させるためのエンジン補機と、
前記発電機から出力される交流電力を直流電力に変換する変換器と、
前記エンジン、前記発電機、前記エンジン補機および前記変換器を覆うエンジンカバーと、
前記変換器により変換された電力を前記エンジン補機に供給するとともに、前記エンジンカバー外部に電力を供給可能な第１端子と、
前記変換器と前記エンジン補機との間の分岐部から分岐して、前記第１端子の電圧よりも高い電圧で前記エンジンカバー外部に電力を供給可能な第２端子とを備える、船外機。
【請求項１７】
前記分岐部と前記エンジン補機との間に配置された第１降圧器をさらに備え、
前記分岐部の電圧は、エンジン補機電圧以上になるように構成されている、請求項１６に記載の船外機。
【請求項１８】
前記変換器は、前記エンジン補機電圧以上の電圧の直流電力を出力するように構成されている、請求項１７に記載の船外機。
【請求項１９】
前記発電機により前記エンジン補機電圧以上の電圧の交流電力が出力されるように構成されている、請求項１７または１８に記載の船外機。
【請求項２０】
前記変換器において前記発電機の界磁制御が行われるように構成されている、請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の船外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、船外機用電源システム、船外機艇および船外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船外機用電源システムが知られている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、エンジンと、第１の交流電圧および第２の交流電圧を発生する発電機と、第１の交流電圧および第２の交流電圧を、それぞれ、エンジン補機に要求される第１の直流電圧およびバッテリに要求される第２の直流電圧に変換するレクチファイアレギュレータとを備える舶用推進装置（船外機用電源システム）が開示されている。
【０００４】
上記特許文献２には、エンジンと、エンジンの回転により駆動される発電機と、発電機から出力される電力が充電される推進機用バッテリおよびアクセサリ用バッテリと、発電機から出力される電力をレギュレートするレギュレータとを備える小型船舶の充電装置（船外機用電源システム）が開示されている。この特許文献２の小型船舶の充電装置では、推進機用バッテリおよびアクセサリ用バッテリは、レギュレータによる共通のレギュレート電圧により電力が供給されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許５，６８１，１９３号明細書
【特許文献２】特開２００１−１２８３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１のような従来の舶用推進装置の電源システムでは、レクチファイアレギュレータを介して、バッテリが要求する所定の直流電圧への変圧が行われている。このため、電装機器の消費電力が大きくなり要求される発電量が大きくなった場合に、送電の電力を大きくしようとすると、電圧が一定である分、電流を大きくする必要がある。すなわち、送電の際の電圧がバッテリ電圧によって制限されている。この場合、伝送ラインの径に応じた送電可能な電流を超えて大きな電力を送電することが困難である。
【０００７】
上記特許文献２の小型船舶の充電装置では、推進機用バッテリおよびアクセサリ用バッテリにレギュレータにより共通のレギュレート電圧の電力が供給されている。上記特許文献２でも、上記特許文献１と同様に、送電の際の電圧がバッテリ電圧によって制限されているため、大きな電力を送電することが困難な場合がある。そこで、大きな電力を送電するために、伝送ラインの径を大きくすることが考えられる。しかし、伝送ラインの径を大きくすると、伝送ラインの体積および重量が大きくなってしまう。このため、従来では、伝送ラインの径が大きくなるのを抑制しながら、伝送される電力を大きくすることが可能な船外機用電源システム、船外機艇および船外機が望まれている。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、伝送ラインの径が大きくなるのを抑制しながら、伝送される電力を大きくすることが可能な船外機用電源システム、船外機艇および船外機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の第１の局面による船外機用電源システムは、クランクシャフトを含むエンジンと、ステータと、クランクシャフトにより駆動されるロータとを含む発電機と、エンジンを駆動させるためのエンジン補機と、発電機から出力される交流電力を直流電力に変換する変換器と、エンジン、発電機、エンジン補機および変換器を覆うエンジンカバーと、変換器により変換された電力をエンジン補機に供給するとともに、エンジンカバー外部に電力を供給可能な第１端子と、変換器とエンジン補機との間の分岐部から分岐して、第１端子の電圧よりも高い電圧でエンジンカバー外部に電力を供給可能な第２端子とを備える。
【００１０】
この第１の局面による船外機用電源システムでは、上記のように、第１端子の電圧よりも高い電圧でエンジンカバー外部に電力を供給可能な第２端子を設けることによって、電流を大きくせずに第２端子から大きい電力を供給することができる。これにより、伝送ラインの径が大きくなるのを抑制しながら、伝送される電力を大きくすることができる。伝送する電流が大きくならないので、伝送ラインの抵抗による送電ロスを抑制することができる。つまり、抵抗により発生するジュール熱は電流の２乗に比例するため、伝送する電流が大きくなるのを抑制することにより、送電ロスを効果的に抑制することができる。その結果、大きな電力を効率よく伝送することができる。
【００１１】
上記第１の局面による船外機用電源システムにおいて、好ましくは、分岐部とエンジン補機との間に配置された第１降圧器をさらに備え、分岐部の電圧は、エンジン補機電圧以上になるように構成されている。このように構成すれば、エンジン補機に適正な電圧の電力を供給しつつ、第２端子から供給されて伝送される電力を大きくすることができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、変換器は、エンジン補機電圧以上の電圧の直流電力を出力するように構成されている。このように構成すれば、エンジン補機に適切な電圧の電力を供給しつつ、第２端子に供給される電力の電圧を容易に高くすることができる。
【００１３】
上記分岐部とエンジン補機との間に第１降圧器が設けられた構成において、好ましくは、発電機によりエンジン補機電圧以上の電圧の交流電力が出力されるように構成されている。このように構成すれば、変換器に供給される電力の電圧を高くして、変換器から出力される電力の電圧を容易に高くすることができる。
【００１４】
上記分岐部とエンジン補機との間に第１降圧器が設けられた構成において、好ましくは、変換器において発電機の界磁制御が行われるように構成されている。このように構成すれば、発電機の界磁制御を行うことにより、変換器から出力される直流電力の電圧を効率よく高めることができる。発電機の界磁制御を行うことにより、エンジンの回転数が低い場合や高い場合でも効率よく電力を生成することができる。
【００１５】
上記分岐部とエンジン補機との間に第１降圧器が設けられた構成において、好ましくは、変換器と分岐部との間に配置された第１昇圧器をさらに備える。このように構成すれば、エンジンの回転数が低く誘起電圧が小さい場合でも分岐部に供給される電力の電圧を高くして、第２端子に供給される電力の電圧を確実に高くすることができる。
【００１６】
上記第１の局面による船外機用電源システムにおいて、好ましくは、第１端子は、船外機が設けられる船体に配置されたエンジン用バッテリに接続されるように構成されている。このように構成すれば、第１端子からエンジン用バッテリに電力を供給して効率よく充電することができる。
【００１７】
上記第１の局面による船外機用電源システムにおいて、好ましくは、エンジン補機は、インジェクタ、スタータモータ、エンジンコントロールユニットおよび点火プラグのうち少なくとも１つを含む。このように構成すれば、第１端子に供給される電力をインジェクタ、スタータモータ、エンジンコントロールユニットおよび点火プラグのうち少なくとも１つを含むエンジン補機に供給してエンジン補機を駆動させることができる。
【００１８】
上記第１の局面による船外機用電源システムにおいて、好ましくは、発電機、エンジン補機および変換器は、エンジンに取り付けられている。このように構成すれば、エンジン、発電機、エンジン補機および変換器間の駆動力の伝達距離または電力の伝達距離が大きくなるのを抑制することができるので、駆動力または電力を効率よく伝達することができる。
【００１９】
上記第１の局面による船外機用電源システムにおいて、好ましくは、分岐部と第２端子との間に配置された第２昇圧器をさらに備える。このように構成すれば、エンジンの回転数が低く誘起電圧が小さい場合でも第２端子に供給される電力の電圧を確実に高くすることができる。
【００２０】
上記第１の局面による船外機用電源システムにおいて、好ましくは、第２端子は、船外機が設けられる船体に配置されたアクセサリ用バッテリに接続されるように構成されている。このように構成すれば、アクセサリ用バッテリが要求する電力が大きい場合でも、要求される大きい電力を第２端子から供給して伝送することができる。
【００２１】
この場合、好ましくは、アクセサリ用バッテリは、船体に配置された電装機器へ電力を供給するように構成されている。このように構成すれば、船体の電装機器の消費電力が大きい場合でも、要求される電力を第２端子からアクセサリ用バッテリに供給することができるので、電装機器が電力不足になるのを抑制することができる。
【００２２】
上記第２端子がアクセサリ用バッテリに接続される構成において、好ましくは、第２端子は、第２降圧器を介してアクセサリ用バッテリに接続されるように構成されている。このように構成すれば、第２降圧器によりアクセサリ用バッテリの充電に適した電圧に降圧してから充電することができるので、適正な電圧によりアクセサリ用バッテリに充電することができる。
【００２３】
上記第２端子がアクセサリ用バッテリに接続される構成において、好ましくは、分岐部とアクセサリ用バッテリとの間に定電圧器が設けられ、第２端子は、直列に接続されたｎ個のアクセサリ用バッテリに接続されるように構成されており、定電圧器は、アクセサリ用バッテリ電圧×ｎの電圧に変圧して出力するように構成されている。このように構成すれば、アクセサリ用バッテリを直列に接続した場合でも、定電圧器により電圧が調整されるので、適正な電圧により複数のアクセサリ用バッテリに充電することができる。
【００２４】
この発明の第２の局面による船外機艇は、船外機と、船外機が取り付けられた船体と、船体に配置されたエンジン用バッテリおよびアクセサリ用バッテリとを備え、船外機は、クランクシャフトを含むエンジンと、ステータと、クランクシャフトにより駆動されるロータとを含む発電機と、エンジンを駆動させるためのエンジン補機と、発電機から出力される交流電力を直流電力に変換する変換器と、エンジン、発電機、エンジン補機および変換器を覆うエンジンカバーと、変換器により変換された電力をエンジン補機に供給するとともに、エンジンカバー外部のエンジン用バッテリに電力を供給可能な第１端子と、変換器とエンジン補機との間の分岐部から分岐して、第１端子の電圧よりも高い電圧でエンジンカバー外部のアクセサリ用バッテリに電力を供給可能な第２端子とを含む。
【００２５】
この第２の局面による船外機艇では、上記のように、第１端子の電圧よりも高い電圧でエンジンカバー外部に電力を供給可能な第２端子を設けることによって、電流を大きくせずに第２端子から大きい電力を供給することができる。これにより、伝送ラインの径が大きくなるのを抑制しながら、伝送される電力を大きくすることが可能な船外機艇を供給することができる。伝送する電流が大きくならないので、伝送ラインの抵抗による送電ロスを抑制することができる。その結果、大きな電力を効率よく伝送することができる。
【００２６】
この発明の第３の局面による船外機は、クランクシャフトを含むエンジンと、ステータと、クランクシャフトにより駆動されるロータとを含む発電機と、エンジンを駆動させるためのエンジン補機と、発電機から出力される交流電力を直流電力に変換する変換器と、エンジン、発電機、エンジン補機および変換器を覆うエンジンカバーと、変換器により変換された電力をエンジン補機に供給するとともに、エンジンカバー外部に電力を供給可能な第１端子と、変換器とエンジン補機との間の分岐部から分岐して、第１端子の電圧よりも高い電圧でエンジンカバー外部に電力を供給可能な第２端子とを備える。
【００２７】
この第３の局面による船外機では、上記のように、第１端子の電圧よりも高い電圧でエンジンカバー外部に電力を供給可能な第２端子を設けることによって、電流を大きくせずに第２端子から大きい電力を供給することができる。これにより、伝送ラインの径が大きくなるのを抑制しながら、伝送される電力を大きくすることが可能な船外機を供給することができる。伝送する電流が大きくならないので、伝送ラインの抵抗による送電ロスを抑制することができる。その結果、大きな電力を効率よく伝送することができる。
【００２８】
上記第３の局面による船外機において、好ましくは、分岐部とエンジン補機との間に配置された第１降圧器をさらに備え、分岐部の電圧は、エンジン補機電圧以上になるように構成されている。このように構成すれば、エンジン補機に適正な電圧の電力を供給しつつ、第２端子から供給されて伝送される電力を大きくすることができる。
【００２９】
この場合、好ましくは、変換器は、エンジン補機電圧以上の電圧の直流電力を出力するように構成されている。このように構成すれば、エンジン補機に適切な電圧の電力を供給しつつ、第２端子に供給される電力の電圧を容易に高くすることができる。
【００３０】
上記分岐部とエンジン補機との間に第１降圧器が設けられた船外機において、好ましくは、発電機によりエンジン補機電圧以上の電圧の交流電力が出力されるように構成されている。このように構成すれば、変換器に供給される電力の電圧を高くして、変換器から出力される電力の電圧を容易に高くすることができる。
【００３１】
上記分岐部とエンジン補機との間に第１降圧器が設けられた船外機において、好ましくは、変換器において発電機の界磁制御が行われるように構成されている。このように構成すれば、発電機の界磁制御を行うことにより、変換器から出力される直流電力の電圧を効率よく高めることができる。発電機の界磁制御を行うことにより、エンジンの回転数が低い場合や高い場合でも効率よく電力を生成することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、上記のように、伝送ラインの径が大きくなるのを抑制しながら、伝送される電力を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態による船外機用電源システムを備える船外機艇を示した図である。
【図２】本発明の第１実施形態による船外機用電源システムの概略を示したブロック図である。
【図３】本発明の第２実施形態による船外機用電源システムの概略を示したブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態による船外機用電源システムの第１端子電圧および第２端子電圧を示した図である。
【図５】本発明の第２実施形態の変形例（第１変形例）による船外機用電源システムの概略を示したブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態の変形例（第２変形例）による船外機用電源システムの概略を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
［第１実施形態］
（船外機艇の構成）
図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態による船外機艇１０の構成について説明する。なお、図中、ＦＷＤは、船外機艇１０の前進方向を示しており、ＢＷＤは、船外機艇１０の後進方向を示している。図中、Ｒは、船外機艇１０の右舷（スターボード）方向を示しており、Ｌは、船外機艇１０の左舷（ポートサイド）方向を示している。
【００３６】
船外機艇１０は、図１に示すように、船外機１と、船体２と、エンジン用バッテリ３ａと、アクセサリ用バッテリ３ｂとを備えている。船外機１は、船体２の後方に１機設けられている。エンジン用バッテリ３ａは、ケーブル３１を介して船外機１に接続されている。アクセサリ用バッテリ３ｂは、ケーブル３２を介して船外機１に接続されている。
【００３７】
船外機１は、図２に示すように、エンジン１１と、発電機１２と、コンバータ１３と、制御部１４と、電源マネジメント装置１５と、エンジン補機負荷群１６と、スタータモータ１７とを備えている。エンジン１１は、クランクシャフト１１１と、エンジンカバー１１２（図１参照）を含んでいる。発電機１２は、ステータ１２１と、ロータ１２２とを含んでいる。発電機１２には、角度センサ１２３がもうけられている。電源マネジメント装置１５は、分岐部１５１と、降圧ＤＣ／ＤＣ１５２と、ヒューズ１５３とを含んでいる。なお、コンバータ１３は、本発明の「変換器」の一例であり、スタータモータ１７は、本発明の「エンジン補機」の一例である。降圧ＤＣ／ＤＣ１５２は、本発明の「第１降圧器」の一例である。
【００３８】
船外機１は、エンジン１１の下方に延びるように配置され、エンジン１１の駆動力を伝達するドライブシャフトと、ドライブシャフトと直交（交差）する方向に延びる１本のプロペラシャフトと、プロペラシャフトの後端部に取り付けられ、プロペラシャフトと共に回転される１つのプロペラとをさらに備えている。
【００３９】
船体２には、図２に示すように、降圧ＤＣ／ＤＣ２１と、船内電装負荷群２２と、ヒューズ２３とが設けられている。なお、降圧ＤＣ／ＤＣ２１は、本発明の「第２降圧器」の一例であり、船内電装負荷群２２は、本発明の「電装機器」の一例である。
【００４０】
船外機用電源システム１００は、エンジン１１と、発電機１２と、コンバータ１３と、エンジン補機負荷群１６と、スタータモータ１７と、第１端子１８と、第２端子１９とを備えている。エンジン補機負荷群１６は、インジェクタ、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）および点火プラグなどのエンジン１１を駆動させるための機器を含む。船外機用電源システム１００は、船外機艇１０に電力を供給するために設けられている。つまり、船外機用電源システム１００は、船外機艇１０により使用される電力を発電および蓄電して供給する。図１に示すように、発電機１２、コンバータ１３およびスタータモータ１７は、エンジン１１に取り付けられている。エンジン１１、発電機１２、コンバータ１３、エンジン補機負荷群１６およびスタータモータ１７は、エンジンカバー１１２に覆われている。
【００４１】
エンジン１１は、クランクシャフト１１１を回転させて、船外機１のプロペラを回転させる。プロペラの回転により推進力が発生して船体２が移動する。エンジン１１は、クランクシャフト１１１を回転させて、発電機１２のロータ１２２を回転させる。ロータ１２２の回転により起電力が生じて発電機１２により発電される。エンジン１１は、ガソリンまたは軽油などの燃料により駆動する。
【００４２】
発電機１２は、図１に示すように、エンジン１１の上方に配置されている。発電機１２のロータ１２２は、クランクシャフト１１１により駆動されて、ステータ１２１に対して回転する。図２に示すように、発電機１２は、ロータ１２２の回転により、３相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の交流電力を発生させる。生成された３相の交流電力は、コンバータ１３に出力される。発電機１２は、エンジン補機電圧（エンジン補機負荷群１６およびスタータモータ１７の駆動電圧）（たとえば、１４Ｖ）以上の交流電力を出力する。ステータ１２１は、コイルを含む。ロータ１２２は、永久磁石を含む。ロータ１２２は、クランクシャフト１１１のフライホイールとしての機能も有する。角度センサ１２３は、ロータ１２２の回転数（回転速度）を検出する。検出された回転数（回転速度）は、制御部１４に送信される。
【００４３】
コンバータ１３は、発電機１２から出力される交流電力を直流電力に変換する。具体的には、コンバータ１３は、複数のスイッチング素子を含む。そして、複数のスイッチング素子のスイッチングにより、３相の交流電力が直流電力に変換される。コンバータ１３は、発電機１２の界磁制御を行い、発電機１２が効率よく発電するように制御する。具体的には、スイッチングのタイミング（位相）を早めたり、遅らせたりして、発電機１２の界磁制御が行われる。コンバータ１３は、発電機１２（エンジン１１）が一定の回転数以上である場合、一定の電圧（たとえば、４８Ｖ）の直流電力を出力する。コンバータ１３は、エンジン補機電圧（エンジン補機負荷群１６およびスタータモータ１７の駆動電圧）（たとえば、１４Ｖ）以上の直流電力を出力する。
【００４４】
制御部１４は、船外機用電源システム１００を制御する。具体的には、制御部１４は、コンバータ１３の電力変換の制御、降圧ＤＣ／ＤＣ１５２および２１の降圧制御を行う。制御部１４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含む。制御部１４は、角度センサ１２３により検出される発電機１２の回転数と、降圧ＤＣ／ＤＣ１５２から出力される直流電力の電圧および電流と、降圧ＤＣ／ＤＣ２１から出力される直流電力の電圧および電流に基づいて、コンバータ１３、降圧ＤＣ／ＤＣ１５２および２１を制御する。
【００４５】
制御部１４は、コンバータ１３のスイッチングを制御して、コンバータ１３から出力される直流電力が定電圧（たとえば、４８Ｖ）になるように制御する。制御部１４は、降圧ＤＣ／ＤＣ１５２を制御して、出力される直流電力が定電圧（たとえば、１４Ｖ）になるように制御する。制御部１４は、降圧ＤＣ／ＤＣ１５２から出力される直流電力の電流が所定値を超える場合に、降圧ＤＣ／ＤＣ１５２のＤｕｔｙ比の操作を行い、出力される電力が必要電力量になるように制御する。制御部１４は、降圧ＤＣ／ＤＣ２１を制御して、出力される直流電力が定電圧（たとえば、１４Ｖ）になるように制御する。制御部１４は、降圧ＤＣ／ＤＣ２１から出力される直流電力の電流が所定値を超える場合に、降圧ＤＣ／ＤＣ２１のＤｕｔｙ比の操作を行い、出力される電力が必要電力量になるように制御する。
【００４６】
ここで、第１実施形態では、電源マネジメント装置１５は、コンバータ１３から出力される直流電力を第１端子１８および第２端子１９に分けて出力する。具体的には、電源マネジメント装置１５は、コンバータ１３から出力される直流電力を降圧させて第１端子１８に出力する。電源マネジメント装置１５は、コンバータ１３から出力される直流電力の電圧を変えずに（ただし、配線抵抗によるわずかな電圧降下はある）第２端子１９に出力する。つまり、第２端子１９の電圧（電位）は、第１端子１８の電圧（電位）よりも高くなる。
【００４７】
分岐部１５１は、コンバータ１３とエンジン補機（エンジン補機負荷群１６およびスタータモータ１７）との間に配置されている。分岐部１５１と、エンジン補機（エンジン補機負荷群１６およびスタータモータ１７）との間には、降圧ＤＣ／ＤＣ１５２が配置されている。つまり、分岐部１５１の電圧（電位）は、エンジン補機電圧（たとえば、１４Ｖ）以上になる。
【００４８】
降圧ＤＣ／ＤＣ１５２は、分岐部１５１から分岐される直流電力を降圧して直流電力を出力する。具体的には、降圧ＤＣ／ＤＣ１５２は、分岐部１５１の電圧（たとえば、４８Ｖ）を、エンジン補機電圧（たとえば、１４Ｖ）に降圧する。降圧ＤＣ／ＤＣ１５２から出力される直流電力は、エンジン補機負荷群１６、スタータモータ１７および第１端子１８に供給される。
【００４９】
ヒューズ１５３は、定格を超える電流が流れた場合に、切断されて、電流が流れないようにする。ヒューズ１５３は、降圧ＤＣ／ＤＣ１５２と第１端子１８との間に配置されている。
【００５０】
スタータモータ１７は、エンジン１１の始動時に、クランクシャフト１１１を回転させる。スタータモータ１７は、スイッチ（コンタクタ）１７１を介して第１端子１８に接続されている。つまり、スイッチ１７１がオンにされると、エンジン用バッテリ３ａからスタータモータ１７に電力が供給されて、エンジン１１が始動させられる。
【００５１】
第１端子１８は、コンバータ１３により変換された電力をエンジン補機（エンジン補機負荷群１６およびスタータモータ１７）に供給するとともに、エンジンカバー１１２の外部に電力を供給可能である。第１端子１８は、ケーブル３１を介してエンジン用バッテリ３ａに接続されている。第１端子１８の電圧（電位）は、エンジン補機電圧およびエンジン用バッテリ３ａの充電電圧である。たとえば、第１端子１８の電圧（電位）は、１４Ｖである。なお、第１端子１８は、エンジンカバー１１２の内部、外部、または、内部と外部との境界のいずれに配置されていてもよい。
【００５２】
第２端子１９は、第１端子１８の電圧よりも高い電圧でエンジンカバー１１２の外部に電力を供給可能である。第２端子１９は、ケーブル３２によりアクセサリ用バッテリ３ｂに接続されている。第２端子１９は、降圧ＤＣ／ＤＣ２１およびヒューズ２３を介してアクセサリ用バッテリ３ｂに接続されている。第２端子１９の電圧は、たとえば、４８Ｖである。エンジン１１（発電機１２）が所定回転数以上で駆動して、コンバータ１３から出力される電力が定電圧（たとえば、４８Ｖ）である場合、第２端子１９の電圧（電位）は、第１端子１８の電圧（電位）よりも高くなる。一方、エンジン１（発電機１２）が所定回転数未満である場合などで、コンバータ１３から出力される電力の電圧が定電圧（たとえば、１４Ｖ）より低い場合、第２端子１９の電圧（電位）が第１端子１８の電圧（電位）以下になる場合もある。所定回転数とは、例えば、アイドル回転数到達前の回転数（例えば、３００ｒｐｍ）である。つまり、第２端子１９の電圧平均は、第１端子１８の電圧平均よりも高くなっている。なお、第２端子１９は、エンジンカバー１１２の内部、外部、または、内部と外部との境界のいずれに配置されていてもよい。
【００５３】
降圧ＤＣ／ＤＣ２１は、第２端子１９から供給される直流電力を降圧して直流電力を出力する。具体的には、降圧ＤＣ／ＤＣ２１は、第２端子１９の電圧（たとえば、４８Ｖ）を、アクセサリ用バッテリ３ｂの充電電圧（たとえば、１４Ｖ）に降圧する。
【００５４】
船内電装負荷群２２は、キャビンの空調（エアコン）、冷蔵庫、温水器、オーディオ機器、電灯などの電装機器を含む。船内電装負荷群２２は、アクセサリ用バッテリ３ｂから電力が供給される。アクセサリ用バッテリ３ｂは、エンジン用バッテリ３ａよりも電力容量が大きい。つまり、船内電装負荷群２２による消費電力がエンジン補機（エンジン補機負荷群１６およびスタータモータ１７）の消費電力よりも大きい。このため、第１端子１８に接続されるエンジン用バッテリ３ａよりも第２端子１９に接続されるアクセサリ用バッテリ３ｂに大きな電力が伝送される。
【００５５】
ヒューズ２３は、定格を超える電流が流れた場合に、切断されて、電流が流れないようにする。ヒューズ２３は、降圧ＤＣ／ＤＣ２１とアクセサリ用バッテリ３ｂとの間に配置されている。
【００５６】
エンジン用バッテリ３ａは、ケーブル３１および第１端子１８を介して、エンジン補機負荷群１６およびスタータモータ１７に電力を供給可能である。エンジン用バッテリ３ａのバッテリ電圧は、たとえば、約１２Ｖである。アクセサリ用バッテリ３ｂのバッテリ電圧は、たとえば、約１２Ｖである。
【００５７】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００５８】
第１実施形態では、上記のように、第１端子１８の電圧よりも高い電圧でエンジンカバー１１２外部に電力を供給可能な第２端子１９を設けることによって、電流を大きくせずに第２端子１９から大きい電力を供給することができる。これにより、ケーブル３２（伝送ライン）の径が大きくなるのを抑制しながら、伝送される電力を大きくすることができる。伝送する電流が大きくならないので、ケーブル３２の抵抗による送電ロスを効果的に抑制することができる。その結果、大きな電力を効率よく伝送することができる。
【００５９】
第１実施形態では、上記のように、分岐部１５１とエンジン補機負荷群１６およびスタータモータ１７との間に降圧ＤＣ／ＤＣ１５２を設け、分岐部１５１の電圧をエンジン補機電圧以上にする。これにより、エンジン補機負荷群１６およびスタータモータ１７に適正な電圧の電力を供給しつつ、第２端子１９から供給されて伝送される電力を大きくすることができる。
【００６０】
第１実施形態では、上記のように、コンバータ１３は、エンジン補機電圧以上の電圧の直流電力を出力する。これにより、エンジン補機負荷群１６およびスタータモータ１７に適切な電圧の電力を供給しつつ、第２端子１９に供給される電力の電圧を容易に高くすることができる。
【００６１】
第１実施形態では、上記のように、発電機１２によりエンジン補機電圧以上の電圧の交流電力が出力される。これにより、コンバータ１３に供給される電力の電圧を高くして、コンバータ１３から出力される電力の電圧を容易に高くすることができる。
【００６２】
第１実施形態では、上記のように、コンバータ１３において発電機１２の界磁制御が行われる。これにより、発電機１２の界磁制御を行うことにより、コンバータ１３から出力される直流電力の電圧を効率よく高めることができる。発電機１２の界磁制御を行うことにより、エンジン１１の回転数が低い場合や高い場合でも効率よく電力を生成することができる。
【００６３】
第１実施形態では、上記のように、第１端子１８は、船外機１が設けられる船体２に配置されたエンジン用バッテリ３ａに接続される。これにより、第１端子１８からエンジン用バッテリ３ａに電力を供給して効率よく充電することができる。
【００６４】
第１実施形態では、上記のように、発電機１２、スタータモータ１７およびコンバータ１３は、エンジン１１に取り付けられている。これにより、エンジン１１、発電機１２、スタータモータ１７およびコンバータ１３の駆動力の伝達距離または電力の伝達距離が大きくなるのを抑制することができるので、駆動力または電力を効率よく伝達することができる。
【００６５】
第１実施形態では、上記のように、第２端子１９は、船外機１が設けられる船体２に配置されたアクセサリ用バッテリ３ｂに接続される。これにより、アクセサリ用バッテリ３ｂが要求する電力が大きい場合でも、要求される大きい電力を第２端子１９から供給して伝送することができる。
【００６６】
第１実施形態では、上記のように、アクセサリ用バッテリ３ｂは、船体２に配置された船内電装負荷群２２へ電力を供給する。これにより、船体２の船内電装負荷群２２の消費電力が大きい場合でも、要求される電力を第２端子１９からアクセサリ用バッテリ３ｂに供給することができるので、船内電装負荷群２２が電力不足になるのを抑制することができる。
【００６７】
第１実施形態では、上記のように、第２端子１９は、降圧ＤＣ／ＤＣ２１を介してアクセサリ用バッテリ３ｂに接続される。これにより、降圧ＤＣ／ＤＣ２１によりアクセサリ用バッテリ３ｂの充電に適した電圧に降圧してから充電することができるので、適正な電圧によりアクセサリ用バッテリ３ｂに充電することができる。
【００６８】
［第２実施形態］
（船外機用電源システムの構成）
次に、図３および図４を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、分岐部の電位と第２端子の電位とが略等しい構成の上記第１実施形態とは異なり、第２端子の電位が分岐部の電位よりも高い構成の例について説明する。なお、第１実施形態と同様の箇所には同様の符号を付している。
【００６９】
図３に示すように、第２実施形態の船外機用電源システム２００の電源マネジメント装置２０１は、分岐部１５１と、降圧ＤＣ／ＤＣ１５２と、ヒューズ１５３と、昇圧ＤＣ／ＤＣ１５４とを含んでいる。つまり、第２実施形態では、分岐部１５１と、第２端子１９との間に昇圧ＤＣ／ＤＣ１５４が設けられている。なお、昇圧ＤＣ／ＤＣ１５４は、本発明の「第２昇圧器」の一例である。
【００７０】
また、第２実施形態では、昇圧ＤＣ／ＤＣ１５４は、コンバータ１３から出力される直流電力を昇圧して、定電圧（たとえば、４８Ｖ）の直流電力を出力する。つまり、エンジン１１（発電機１２）の回転数が一定の回転数未満であり、コンバータ１３から出力さえる直流電力が定電圧未満である場合、昇圧ＤＣ／ＤＣ１５４により昇圧される。
【００７１】
図４に示すように、発電機１２の回転数が一定の回転数未満で、誘起電圧が所定電圧（４８Ｖ）未満の場合、コンバータ１３から出力される直流電力の電圧は、４８Ｖより小さくなる。この場合、昇圧ＤＣ／ＤＣ１５４により昇圧されて第２端子１９に出力される電力の電圧が４８Ｖにされる。第１端子１８に出力される電力は、コンバータ１３から出力される電圧から降圧ＤＣ／ＤＣ１５２により降圧されて１４Ｖにされる。エンジン用バッテリ３ａを充電する電圧は、第１端子１８の電位と等しくなり１４Ｖである。アクセサリ用バッテリ３ｂを充電する電圧は、第２端子１９の電位が降圧ＤＣ／ＤＣ２１により降圧されて１４Ｖになる。
【００７２】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。  
【００７３】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００７４】
上記のように、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、第１端子１８の電圧よりも高い電圧でエンジンカバー１１２外部に電力を供給可能な第２端子１９を設けることによって、ケーブル３２（伝送ライン）の径が大きくなるのを抑制しながら、伝送される電力を大きくすることができる。
【００７５】
また、第２実施形態では、上記のように、分岐部１５１と第２端子１９との間に昇圧ＤＣ／ＤＣ１５４を設ける。これにより、エンジン１１の回転数が低く誘起電圧が小さい場合でも第２端子に供給される電力の電圧を確実に高くすることができる。
【００７６】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７７】
（変形例）
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００７８】
たとえば、上記第２実施形態では、分岐部１５１と第２端子１９との間に、昇圧ＤＣ／ＤＣ１５４（第２昇圧器）を設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図５に示す第１変形例の船外機用電源システム３００のように、コンバータ１３（変換器）と電源マネジメント装置３０１の分岐部１５１との間に、昇圧ＤＣ／ＤＣ１５５を設けてもよい。なお、昇圧ＤＣ／ＤＣ１５５は、本発明の「第１昇圧器」の一例である。これにより、エンジン１１の回転数が低く誘起電圧が小さい場合でも分岐部１５１に供給される電力の電圧を高くして、第２端子１９に供給される電力の電圧を容易に高くすることができる。
【００７９】
上記第１および第２実施形態では、アクセサリ用バッテリのバッテリ電圧と、エンジン用バッテリとのバッテリ電圧が略等しい構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、アクセサリ用バッテリのバッテリ電圧がエンジン用バッテリのバッテリ電圧よりも高くてもよいし、低くてもよい。また、アクセサリ用バッテリから供給する電力の電圧を高くする場合に、図６に示す第２変形例の船外機用電源システム４００のように、アクセサリ用バッテリ３ｂを直列に複数個（ｎ個）接続してもよい。この場合、電源マネジメント装置４０１の昇圧ＤＣ／ＤＣ１５４は、アクセサリ用バッテリ電圧×ｎの電位に電力を変圧して第２端子１９に出力してもよい。なお、昇圧ＤＣ／ＤＣ１５４は、本発明の「定電圧器」の一例である。
【００８０】
上記第１および第２実施形態では、１つの船外機が設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、２つ以上の船外機が設けられている構成にしてもよい。この場合、複数の船外機ごとにエンジン用バッテリを設けてもよい。
【００８１】
上記第１および第２実施形態では、変換器としてコンバータを用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、変換器として、整流器を用いてもよい。
【００８２】
上記第１および第２実施形態では、第１端子の電圧（電位）を１４Ｖととし、第２端子の電圧（電位）を４８Ｖとする例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２端子の電圧が第１端子の電圧よりも高くなれば、第１端子の電圧が１４Ｖ以外で、第２端子の電圧が４８Ｖ以外であってもよい。なお、第１端子の電圧および第２端子の電圧は、バッテリ電圧や充電量などにより適宜変更してもよい。
【００８３】
上記第１および第２実施形態では、エンジン補機が、インジェクタ、スタータモータ、エンジンコントロールユニットおよび点火プラグを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、エンジン補機は、インジェクタ、スタータモータ、エンジンコントロールユニットおよび点火プラグのうち少なくとも１つを含んでいればよい。
【００８４】
上記第１および第２実施形態では、発電機を発電するために用いている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、発電機を発電するために用いられることに加えて、発電機をモータとして用いてもよい。たとえば、発電機に通電して、スタータモータとして用いてもよいし、スタータモータのアシストを行うモータとして用いてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１  船外機
２  船体
３ａ  エンジン用バッテリ
３ｂ  アクセサリ用バッテリ
１０  船外機艇
１１  エンジン
１２  発電機
１３  コンバータ（変換器）
１６  エンジン補機負荷群（エンジン補機）
１７  スタータモータ（エンジン補機）
１８  第１端子
１９  第２端子
２１  降圧ＤＣ／ＤＣ（第２降圧器）
２２  船内電装負荷群（電装機器）
１００、２００、３００、４００  船外機用電源システム
１１１  クランクシャフト
１１２  エンジンカバー
１２１  ステータ
１２２  ロータ
１５１  分岐部
１５２  降圧ＤＣ／ＤＣ（第１降圧器）
１５４  昇圧ＤＣ／ＤＣ（第２昇圧器、定電圧器）
１５５  昇圧ＤＣ／ＤＣ（第１昇圧器）
【図１】
2016137827.tif 000003
【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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