(57)【要約】【課題】地絡電流の発生を抑制できる車載電源用装置を提供する。【解決手段】ダイオードＤ１は、発電機１と蓄電装置２１とを結ぶ経路Ｒ１上に設けられる。ダイオードＤ１の順方向は、発電機１が蓄電装置２１を充電する充電電流が流れる方向である。ダイオードＤ２は、発電機１と蓄電装置２２とを結ぶ経路Ｒ２上に設けられる。ダイオードＤ２の順方向は、発電機１が蓄電装置２２を充電する充電電流が流れる方向である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を出力する発電機と第１蓄電装置とを結ぶ第１経路の上に設けられ、前記発電機が前記第１蓄電装置を充電する充電電流が流れる方向を順方向とする第１ダイオードと、
前記発電機と第２蓄電装置とを結ぶ第２経路の上に設けられ、前記発電機が前記第２蓄電装置を充電する充電電流が流れる方向を順方向とする第２ダイオードと
を備える、車載電源用装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載電源用装置であって、
前記第１経路は、共通経路と第１固有経路とを有し、
前記発電機は、前記共通経路および前記第１固有経路をこの順で経由して前記第１蓄電装置に接続され、
前記第２経路は、前記共通経路と第２固有経路とを有し、
前記発電機は、前記共通経路および前記第２固有経路をこの順で経由して前記第１蓄電装置に接続され、
前記第１ダイオードは前記第１固有経路の上に設けられ、前記第２ダイオードは前記第２固有経路の上に設けられる、車載電源用装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車載電源用装置であって、
前記第１経路は、共通経路と第１固有経路とを有し、
前記発電機は、前記共通経路および前記第１固有経路をこの順で経由して前記第１蓄電装置に接続され、
前記第２経路は、前記共通経路と第２固有経路とを有し、
前記発電機は、前記共通経路および前記第２固有経路をこの順で経由して前記第１蓄電装置に接続され、
前記第１ダイオードは前記共通経路の上に設けられ、前記第２ダイオードは前記第２固有経路の上に設けられる、車載電源用装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車載電源用装置であって、
前記第１蓄電装置と第１負荷との間に設けられる第１ヒューズを更に備える、車載電源用装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車載電源用装置と、
前記発電機と、
前記第１蓄電装置と、
前記第２蓄電装置と
を備える、車載用電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車載電源用装置および車載用電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
第１バッテリ、第２バッテリおよびオルタネータを搭載した車両が提案されている。この車両において、第１バッテリと第２バッテリとの間にスイッチが設けられる場合がある。またオルタネータは第１バッテリに直接に接続され、スイッチを介して第２バッテリに接続されることがある。このオルタネータはエンジンの回転に伴って発電し、第１バッテリを充電する。またスイッチがオンしているときには、オルタネータはスイッチを介して第２バッテリも充電できる。
【０００３】
また第１バッテリに第１負荷が直接に接続され、第２バッテリに第２負荷が直接に接続されることもある。この場合、第１負荷はスイッチを介して第２バッテリにも接続され、第２負荷はスイッチを介して第１バッテリにも接続される。
【０００４】
なお本発明に関連する技術として特許文献１が公開されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７２８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の構成において、例えば第１バッテリと第１負荷との間において地絡が生じた場合、スイッチをオフすることで、第２バッテリと地絡とを遮断することができる。よってこの場合でも、第２バッテリの充電率が高いときには、第２バッテリから第２負荷への電力供給を行うことができる。
【０００７】
しかしながら、地絡発生からスイッチがオフするまでの期間において、第２バッテリから当該地絡へと地絡電流が発生する。このような地絡電流は、負荷の動作に寄与せずに、第２バッテリの充電率を低下させる。よって、地絡電流を低減することが望まれる。
【０００８】
そこで本発明は、地絡電流を低減できる車載電源用装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
車載電源用装置の第１の態様は、直流電圧を出力する発電機(1)と第１蓄電装置(21)とを結ぶ第１経路(R1)上に設けられ、前記発電機が前記第１蓄電装置を充電する充電電流が流れる方向を順方向とする第１ダイオード(D1)と、前記発電機と第２蓄電装置(22)とを結ぶ第２経路(R2)上に設けられ、前記発電機が前記第２蓄電装置を充電する充電電流が流れる方向を順方向とする第２ダイオード(D2)とを備える。
【００１０】
車載電源用装置の第２の態様は、第１の態様にかかる車載電源用装置であって、前記第１経路(R1)は、共通経路と第１固有経路とを有し、前記発電機は、前記共通経路および前記第１固有経路をこの順で経由して前記第１蓄電装置に接続され、前記第２経路(R2)は、前記共通経路と第２固有経路(R21)とを有し、前記発電機は、前記共通経路および前記第２固有経路をこの順で経由して前記第１蓄電装置に接続され、前記第１ダイオードは前記第１固有経路の上に設けられ、前記第２ダイオードは前記第２固有経路の上に設けられる。
【００１１】
車載電源用装置の第３の態様は、第１の態様にかかる車載電源用装置であって、前記第１経路(R1)は、共通経路と第１固有経路とを有し、前記発電機は、前記共通経路および前記第１固有経路をこの順で経由して前記第１蓄電装置に接続され、前記第２経路(R2)は、前記共通経路と第２固有経路(R21)とを有し、前記発電機は、前記共通経路および前記第２固有経路をこの順で経由して前記第１蓄電装置に接続され、前記第１ダイオードは前記共通経路の上に設けられ、前記第２ダイオードは前記第２固有経路の上に設けられる。
【００１２】
車載電源用装置の第４の態様は、第１から第３のいずれか一つの態様にかかる車載電源用装置であって、前記第１蓄電装置(21)と第１負荷(31)との間に設けられる第１ヒューズ(512)を更に備える。
【００１３】
車載電源用システムの態様は、第１から第４のいずれか一つの態様にかかる車載電源用装置(4)と、前記発電機(1)と、前記第１蓄電装置(21)と、前記第２蓄電装置(22)とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
車載電源用装置の第１および第２の態様、並びに、車載用電源システムの態様によれば、例えば第１蓄電装置と、第1蓄電装置に接続される負荷との間において地絡が発生した場合、第２ダイオードが第２蓄電装置を地絡から遮断する。よって第２蓄電装置からの地絡電流を回避しつつ、第２蓄電装置が電力を供給できる。
【００１５】
車載電源用装置の第３の態様によれば、第２蓄電装置の電圧が第１蓄電装置の電圧よりも低い場合に好適である。
【００１６】
車載電源用装置の第４の態様によれば、第１蓄電装置と第１負荷との間に地絡が生じると、第１ヒューズが溶断する。これにより、発電機を当該地絡から遮断できる。したがって、発電機が第２蓄電装置を充電できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。
【図２】地絡が生じたときの車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。
【図３】車載用電源システムの他の一例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜構成＞
図１は、車載用電源システム１００の構成の一例を概略的に示す図である。車載用電源システム１００は車両に搭載される。この車載用電源システム１００は発電機１と蓄電装置２１，２２と車載電源用装置４とを備えている。車載用電源システム１００は負荷３１，３２に電力を供給する。
【００１９】
発電機１は車載電源用装置４を介して蓄電装置２１，２２および負荷３１，３２に接続されている。発電機１は例えばオルタネータであって、エンジンの回転に伴って発電し、直流電圧を出力する。蓄電装置２２は例えば鉛バッテリである。蓄電装置２１は例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池またはキャパシタである。
【００２０】
車載電源用装置４はダイオードＤ１，Ｄ２を備えている。ダイオードＤ１は、発電機１と蓄電装置２１とを結ぶ経路Ｒ１の上に設けられる。なおここでいう経路とは、電流を流すことができる経路であって、電線を含む配線である。ダイオードＤ１の順方向は発電機１が蓄電装置２１を充電する充電電流が流れる方向であり、ここでは発電機１から蓄電装置２１へと向かう方向である。このダイオードＤ１は蓄電装置２１が発電機１へと放電することを阻止する。
【００２１】
ダイオードＤ２は、発電機１と蓄電装置２２とを結ぶ経路Ｒ２の上に設けられる。ダイオードＤ２の順方向は発電機１が蓄電装置２２を充電する充電電流が流れる方向であり、ここでは発電機１から蓄電装置２２へと向かう方向である。このダイオードＤ１は蓄電装置２２が発電機１へと放電することを阻止する。
【００２２】
図１の例示では、経路Ｒ１は共通経路Ｒ３と固有経路Ｒ１１とを有しており、経路Ｒ２は共通経路Ｒ３と固有経路Ｒ２１とを有している。共通経路Ｒ３の一端は発電機１に接続されており、共通経路Ｒ３の他端は固有経路Ｒ１１，Ｒ１２の各々の一端に接続される。固有経路Ｒ１１は共通経路Ｒ３の他端を蓄電装置２１に接続する経路であり、固有経路Ｒ２１は共通経路Ｒ３の他端を蓄電装置２２に接続する経路である。つまり、発電機１は、共通経路Ｒ３および固有経路Ｒ１１をこの順で経由して蓄電装置２１に接続され、共通経路Ｒ３および固有経路Ｒ２１をこの順で経由して蓄電装置２２に接続される。図１の例示では、ダイオードＤ１は固有経路Ｒ１１の上に設けられており、ダイオードＤ２は固有経路Ｒ２１の上に設けられている。
【００２３】
蓄電装置２１は負荷３１と接続されており、負荷３１へと電力を供給する。負荷３１は例えばＥＰＳ（Electric Power Steering：電動パワーステアリング）である。蓄電装置２２は負荷３２と接続されており、負荷３２へと電力を供給する。負荷３２も例えばＥＰＳであってもよい。このように負荷３１，３２が同じ機能を有すれば、いずれか一方の機能が損傷しても他方がその機能を維持できる。つまり機能の冗長性を向上することができる。
【００２４】
また図１に示すように、車載電源用装置４はヒューズ５１１，５１２，５２１，５２２を備えていてもよい。ヒューズ５１１は固有経路Ｒ１１において、蓄電装置２１とダイオードＤ１との間に接続されており、ヒューズ５１２は蓄電装置２１と負荷３１との間に接続されている。ヒューズ５２１は固有経路Ｒ２１において、蓄電装置２２とダイオードＤ２との間に接続されており、ヒューズ５２２は蓄電装置２２と負荷３２との間に接続されている。
【００２５】
次に、蓄電装置２１と負荷３１との間において地絡が発生した場合について考察する。図２は、当該地絡が生じたときの車載用電源システム１００の一例を概略的に示している。図２の例示では、この地絡Ｆ１を接地の図記号によって示している。
【００２６】
本車載用電源システム１００によれば、ダイオードＤ２が蓄電装置２２を地絡Ｆ２から遮断する。よって、蓄電装置２２から地絡Ｆ１へと流れる電流（以下、地絡電流と呼ぶ）の発生を回避することができる。つまり、本車載用電源システム１００によれば、スイッチによって蓄電装置２２を地絡Ｆ１から遮断するのではなく、ダイオードＤ２が遮断する。よって、地絡Ｆ１の発生と同時に蓄電装置２２が地絡Ｆ２から遮断される。したがって、蓄電装置２２からの地絡電流を低減できるのである。したがって、地絡電流による蓄電装置２２の放電は迅速に停止され、不要な充電率の低下を回避できる。
【００２７】
一方で、蓄電装置２１からは、地絡Ｆ１へと地絡電流が流れる。そして、この地絡電流により、ヒューズ５１２が溶断する。これにより、蓄電装置２１が地絡Ｆ１から遮断される。また発電機１も地絡Ｆ１から遮断される。よって、このヒューズ５１２の溶断以降において、発電機１が蓄電装置２２を充電する際に、発電機１から地絡Ｆ１へと電流が流れない。したがって効率的に蓄電装置２２を充電することができる。これによれば、より長期間に亘って負荷３２へと電力を供給できる。
【００２８】
次に、蓄電装置２２と負荷３２との間において地絡が発生した場合について考察する。この場合、ダイオードＤ１が蓄電装置２１を当該地絡から遮断する。よって、蓄電装置２１からの地絡電流を回避しつつ、蓄電装置２１が負荷３１へと電力を供給できる。
【００２９】
一方で、蓄電装置２２からは当該地絡へと地絡電流が流れる。この地絡電流により、ヒューズ５２２が溶断する。これにより、発電機１も当該地絡から遮断されるので、発電機１は蓄電装置２１を効率的に充電することができる。これによれば、より長期間に亘って負荷３１へと電力を供給することができる。
【００３０】
図３は、車載用電源システム１００Ａの構成の一例を示す図である。車載用電源システム１００Ａは、ダイオードＤ１，Ｄ２の設置位置という点で、車載用電源システム１００と相違する。車載用電源システム１００Ａにおいては、ダイオードＤ１は共通経路Ｒ３の上に設けられており、ダイオードＤ２は固有経路Ｒ２１の上に設けられている。
【００３１】
これによっても、負荷３１と蓄電装置２１との間において地絡が発生したときには、ダイオードＤ２が蓄電装置２２を当該地絡から遮断することができる。よって、蓄電装置２２からの地絡電流を回避しつつ、負荷３２へと電力を供給できる。
【００３２】
また車載用電源システム１００Ａにおいては、蓄電装置２２と発電機１との間には、２つのダイオードＤ１，Ｄ２が介在し、蓄電装置２１と発電機１との間には、１つのダイオードＤ１が介在している。つまり、蓄電装置２１と発電機１との間に介在するダイオードの数は、蓄電装置２２と発電機１との間に介在するダイオードの数よりも少ない。よって、発電機１から蓄電装置２２へと印加される電圧は、発電機１から蓄電装置２１へと印加される電圧よりも小さい。これは、蓄電装置２２の電圧（例えば定格電圧）が蓄電装置２１（例えば定格電圧）よりも小さいときに好適である。例えばニッケル水素電池の電圧は１３．６［Ｖ］程度であり、鉛バッテリの電圧は１２．５〜１３［Ｖ］程度である。よって蓄電装置２１にニッケル水素電池を、蓄電装置２２に鉛バッテリを、それぞれ採用する場合に、車載用電源システム１００Ａの構成は好適である。
【００３３】
上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。
【００３４】
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００３５】
１  発電機
２１，２２  蓄電装置（第１蓄電装置、第２蓄電装置）
３１，３２  負荷（第１負荷、第２負荷）
４  車載電源用装置
１００  車載用電源システム
Ｄ１，Ｄ２  ダイオード（第１ダイオード、第２ダイオード）
Ｒ１，Ｒ２  経路
Ｒ３  共通経路
Ｒ１１，Ｒ２１  固有経路
５１２，５２２  ヒューズ（第１ヒューズ、第２ヒューズ）
【図１】
2017195652.tif 000003
【図２】
2017195652.tif 000004
【図３】
2017195652.tif 000005