(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を発生する発電機と、
前記発電機から出力される電力が供給される負荷と、
前記発電機から出力される電力により充電され、充電された電力を前記負荷に供給するバッテリと、
前記発電機から出力される電流値を検出する電流センサと、
前記電流センサで検出された電流値が前記発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記バッテリへの充電電流を遮断する制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記発電機と前記バッテリとの間に配置された整流器と、
該整流器に並列に接続された開閉スイッチとを含み、
前記電流センサで検出された電流値が前記発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記開閉スイッチをオフにすることにより前記バッテリへの充電電流を遮断することを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
電力を発生する発電機と、
前記発電機から出力される電力が供給される第１負荷と、
前記発電機から出力される電力により充電され、充電された電力を前記第１負荷に供給する第１バッテリと、
前記発電機から出力される電流値を検出する第１電流センサと、
前記第１電流センサで検出された電流値が前記発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記第１バッテリへの充電電流を遮断する第１制御手段と、
前記発電機からの出力電圧を他の電圧に変換する電圧変換器と、
前記電圧変換器から出力される電力が供給される第２負荷と、
前記電圧変換器から出力される電力により充電され、充電された電力を前記第２負荷に供給する第２バッテリと、
前記電圧変換器から出力される電流値を検出する第２電流センサと、
前記第２電流センサで検出された電流値が前記電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記第２バッテリへの充電電流を遮断する第２制御手段と、を備えたことを特徴とする車両用電源装置。
【請求項４】
前記第１制御手段は、
前記発電機と前記第１バッテリとの間に配置された第１整流器と、
前記第１整流器に並列に接続された第１開閉スイッチとを含み、
前記前記第１電流センサで検出された電流値が前記発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記第１開閉スイッチをオフにすることにより前記第１バッテリへの充電電流を遮断し、
前記第２制御手段は、
前記電圧変換器と前記第２バッテリとの間に配置された第２整流器と、
前記第２整流器に並列に接続された第２開閉スイッチとを含み、
前記前記第２電流センサで検出された電流値が前記電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記第２開閉スイッチをオフにすることにより前記第２バッテリへの充電電流を遮断することを特徴とする請求項３に記載の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用電源装置に関し、特に負荷を確実に駆動する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用電源装置として、図４に示すような、発電機１０とバッテリ２０とを併用して負荷３０に電源を供給するものが知られている。この車両用電源装置においては、通常、発電機１０からの出力電流ＩＯＵＴは、バッテリ２０へ流れる充電電流ＩＢＡＴと負荷３０へ流れる負荷電流ＩＬＯＡＤとに分流して、それぞれバッテリ２０及び負荷３０に供給される。
【０００３】
また、近年は、電源電圧を高くすることにより、電源効率を上げる試みがなされている。ところが、例えばランプのように従来通りの低い電圧で駆動するほうが有利な負荷も存在するため、高電圧系統と低電圧系統といった２系統の電源を備えた車両用電源装置が開発されている。このような車両用電源装置の一例が、特開平５−２７８５３５号公報に開示されている。
【０００４】
図５は、この特開平５−２７８５３５号公報に示された車両用電源装置の構成を概略的に示すブロック図である。この車両用電源装置は、発電機１０、高電圧用の第１バッテリ２０、高電圧用の第１負荷３０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１、低電圧用の第２バッテリ２１及び低電圧用の第２負荷３１から構成されている。
【０００５】
発電機１０は、例えば４２ボルトといった高電圧の直流電力を発生する。この発電機１０からの出力電流ＩＯＵＴ１は、第１バッテリ２０へ流れる充電電流ＩＢＡＴ１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１及び第１負荷３０へ流れる負荷電流ＩＬＯＡＤ１とに分流し、それぞれ第１バッテリ２０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１及び第１負荷３０に供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、発電機１０から供給された４２ボルトの高電圧を例えば１４ボルトといった低電圧に変換する。このＤＣ−ＤＣコンバータ１１からの出力電流ＩＯＵＴ２は、第２バッテリ２１へ流れる充電電流ＩＢＡＴ２と第２負荷３１へ流れる負荷電流ＩＬＯＡＤ２とに分流し、それぞれ第２バッテリ２１及び第２負荷３１に供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示した車両用電源装置においては、バッテリ２０の蓄電量が低下すると、バッテリ２０へ流れる充電電流ＩＢＡＴは非常に大きな値になる。この場合であっても、発電機１０は、負荷３０に負荷電流ＩＬＯＡＤを供給する。このため、バッテリ２０へ流れる充電電流ＩＢＡＴと負荷３０へ流れる負荷電流ＩＬＯＡＤの総和が発電機１０で発生可能な最大電流値を超える状態が発生する。このような状態になると、発電機１０の出力電圧が降下し、負荷３０が例えばランプである場合は、そのランプによる照度が低下する。この問題を避けるためには、発電機１０の出力電流ＩＯＵＴを増やすように、エンジンの回転数を上げる必要がある。
【０００７】
また、図５に示した２系統の電源を有する車両用電源装置においても、第１バッテリ２０及び第２バッテリ２１の蓄電量が低下すると、上述したと同様の問題が発生する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１としては、第２負荷３１の最大定格電流だけでなく充電電流ＩＢＡＴ２をも考慮した大容量のものを採用する必要がある。このため、ＤＣ−ＤＣコンバータのコストが増大し、ひいては車両用電源装置のコストが増大するという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような諸問題を解消するためになされたものであり、その目的は、バッテリの蓄電量が低下した場合においても、確実に負荷を駆動できる車両用電源装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電力を発生する発電機と、前記発電機から出力される電力が供給される負荷と、前記発電機から出力される電力により充電され、充電された電力を前記負荷に供給するバッテリと、前記発電機から出力される電流値を検出する電流センサと、前記電流センサで検出された電流値が前記発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記バッテリへの充電電流を遮断する制御手段、とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この請求項１に記載の発明によれば、発電機からの出力電流値が該発電機で発生可能な最大電流値を超えたことが電流センサで検出された場合に、バッテリへの充電電流が遮断されるので、発電機からの出力電流は負荷にのみ供給される。従って、バッテリの蓄電量が低下した場合においても、該バッテリに大きな充電電流が流れることがないので、負荷を確実に駆動できる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記発電機と前記バッテリとの間に配置された整流器と、該整流器に並列に接続された開閉スイッチとを含み、前記電流センサで検出された電流値が前記発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記開閉スイッチをオフにすることにより前記バッテリへの充電電流を遮断するように構成されている。
【００１２】
この請求項２に記載の発明によれば、電流センサで検出された電流値が発電機で発生可能な最大電流値を超えていない場合は、開閉スイッチはオンにされるので整流器が短絡された状態と同じになり、従来の車両用電源装置と同様に作用する。一方、電流センサで検出された電流値が発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合は、開閉スイッチはオフにされるので、バッテリの蓄電量が低下したとしても該バッテリへの充電電流は遮断される。その結果、発電機は負荷にのみ電流を供給するので、電圧の低下を招くことなく負荷を確実に駆動できる。また、負荷の消費電流が更に大きくなって発電機の出力電圧が低下すると、発電機からの出力電流のみならず、バッテリから整流器を介して出力される放電電流も負荷に供給されるので、負荷を駆動できる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、電力を発生する発電機と、前記発電機から出力される電力が供給される第１負荷と、前記発電機から出力される電力により充電され、充電された電力を前記第１負荷に供給する第１バッテリと、前記発電機から出力される電流値を検出する第１電流センサと、前記第１電流センサで検出された電流値が前記発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記第１バッテリへの充電電流を遮断する第１制御手段と、前記発電機からの出力電圧を他の電圧に変換する電圧変換器と、前記電圧変換器から出力される電力が供給される第２負荷と、前記電圧変換器から出力される電力により充電され、充電された電力を前記第２負荷に供給する第２バッテリと、前記電圧変換器から出力される電流値を検出する第２電流センサと、前記第２電流センサで検出された電流値が前記電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記第２バッテリへの充電電流を遮断する第２制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
この請求項３に記載の発明によれば、発電機からの出力電流値が該発電機で発生可能な最大電流値を超えたことが第１電流センサで検出された場合に、第１バッテリへの充電電流が遮断されるので、発電機からの出力電流は第１負荷にのみ供給される。従って、第１バッテリの蓄電量が低下した場合においても、該第１バッテリに大きな充電電流が流れることがないので、第１負荷を確実に駆動できる。同様に、電圧変換器からの出力電流値が該電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えたことが第２電流センサで検出された場合に、第２バッテリへの充電電流が遮断されるので、電圧変換器からの出力電流は第２負荷にのみ供給される。従って、第２バッテリの蓄電量が低下した場合においても、該第２バッテリに大きな充電電流が流れることがないので、第２負荷を確実に駆動できる。
【００１５】
更に、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記第１制御手段は、前記発電機と前記第１バッテリとの間に配置された第１整流器と、前記第１整流器に並列に接続された第１開閉スイッチとを含み、前記前記第１電流センサで検出された電流値が前記発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記第１開閉スイッチをオフにすることにより前記第１バッテリへの充電電流を遮断し、また、前記第２制御手段は、前記電圧変換器と前記第２バッテリとの間に配置された第２整流器と、前記第２整流器に並列に接続された第２開閉スイッチとを含み、前記前記第２電流センサで検出された電流値が前記電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えた場合に前記第２開閉スイッチをオフにすることにより前記第２バッテリへの充電電流を遮断することを特徴とする。
【００１６】
この請求項４に記載の発明によれば、第１電流センサで検出された電流値が発電機で発生可能な最大電流値を超えていない場合は、第１開閉スイッチはオンにされるので第１整流器が短絡された状態と同じになり、従来の車両用電源装置と同様に作用する。一方、第１電流センサで検出された電流値が発電機で発生可能な最大電流値を超えた場合は、第１開閉スイッチはオフにされるので、第１バッテリの蓄電量が低下したとしても該第１バッテリへの充電電流は遮断される。その結果、発電機は第１負荷及び電圧変換器にのみ電流を供給するので、電圧の低下を招くことなく第１負荷を確実に駆動できる。また、第１負荷の消費電流が更に大きくなって発電機の出力電圧が低下すると、発電機からの出力電流のみならず、第１バッテリから第１整流器を介して出力される放電電流も第１負荷に供給されるので、第１負荷を確実に駆動できる。
【００１７】
同様に、第２電流センサで検出された電流値が電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えていない場合は、第２開閉スイッチはオンにされるので第２整流器が短絡された状態と同じになり、従来の車両用電源装置と同様に作用する。一方、第２電流センサで検出された電流値が電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えた場合は、第２開閉スイッチはオフにされるので、第２バッテリの蓄電量が低下したとしても該第２バッテリへの充電電流は遮断される。その結果、電圧変換器は第２負荷にのみ電流を供給するので、電圧の低下を招くことなく第２負荷を確実に駆動できる。また、第２負荷の消費電流が更に大きくなって電圧変換器の出力電圧が低下すると、電圧変換器からの出力電流のみならず、第２バッテリから第２整流器を介して出力される放電電流も第２負荷に供給されるので、第２負荷を確実に駆動できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、従来の技術の欄で説明した車両用電源装置の構成要素と同一及び相当部分には同一の符号を付して説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用電源装置の電気的な構成を示すブロック図である。この車両用電源装置は、発電機１０、バッテリ２０、負荷３０、制御回路４０、電流センサ４１、整流器４２、リレー４３及びトランジスタ４４から構成されている。
【００２０】
発電機１０は、図示しないエンジンの回転により駆動されて直流電力を発生する。この発電機１０で発生された直流電力は、負荷３０及び整流器４２のカソードに供給される。この発電機１０からの出力電流ＩＯＵＴの一部は、充電電流ＩＢＡＴとして、リレー４３を介してバッテリ２０に供給される。また、他の一部は、負荷電流ＩＬＯＡＤとして負荷３０に供給される。また、この発電機１０は、その時点でのエンジンの回転数において発生可能な最大電流を表す最大電流値ＩＭＡＸを生成し、制御回路４０に供給する。
【００２１】
バッテリ２０は、直流電力を蓄えて出力する蓄電池である。このバッテリ２０の正電極は整流器４２のアノードに接続され、負電極は接地されている。このバッテリ２０は、発電機１０からリレー４３を介して供給される充電電流ＩＢＡＴにより充電される。また、このバッテリ２０からリレー４３又は整流器４２を介して出力される放電電流は負荷３０に供給される。
【００２２】
負荷３０は、例えばヘッドライト、テールランプ、車内灯といったランプ類や点火プラグ等から構成されている。この負荷３０は、発電機１０からの出力電流ＩＯＵＴの一部、及びバッテリ２０からリレー４３又は整流器４２を介して供給される放電電流により駆動される。
【００２３】
整流器４２は、リレー４３がオフにされている場合において、発電機１０の出力電位がバッテリ２０の正電極の電位より低い時、即ち、発電機１０の出力電圧が低下した時にターンオンし、バッテリ２０からの放電電流を負荷３０に供給する。一方、発電機１０の出力電位がバッテリ２０の正電極の電位より高い時、即ち、発電機１０の出力電圧が低下しない時にターンオフし、バッテリ２０からの放電電流を遮断する。
【００２４】
リレー４３は、発電機１０からバッテリ２０への充電経路を形成するべく、整流器４２に並列に設けられている。即ち、リレー４３の一方の端子は整流器４２のカソードに接続され、他方の端子は整流器４２のアノードに接続されている。このリレー４３の開閉は、その制御端子に供給されるリレー駆動信号により制御される。このリレー４３の制御端子は、トランジスタ４４のコレクタに接続されている。
【００２５】
トランジスタ４４は、上記リレー駆動信号を生成する。このトランジスタ４４のコレクタは、上述したようにリレー４３の制御端子に接続され、エミッタは接地され、ゲートは制御回路４０に接続されている。このトランジスタ４４は、制御回路４０からの制御信号に応答してオン又はオフする。
【００２６】
制御回路４０は、この車両用電源装置の動作を制御する（詳細は後述する）。この制御回路４０には、上記トランジスタ４４の他に、電流センサ４１及び発電機１０が接続されている。
【００２７】
電流センサ４１は、発電機１０の出力端子近傍に設けられ、発電機１０からの出力電流ＩＯＵＴの値を検出する。また、上述したように、発電機１０で生成された最大電流値ＩＭＡＸも、この制御回路４０に供給される。
【００２８】
次に、このように構成された本発明の第１の実施の形態に係る車両用電源装置の動作を、図２に示したタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００２９】
まず、図示しないイグニッションスイッチが投入されると、制御回路４０は、トランジスタ４４のベースに高レベルの制御信号を供給する。これにより、トランジスタ４４は、オンにされる。その結果、リレー４３のコイルに電流が流れて接点がオンにされる。これにより、図５に示したと同様の状態、即ち、発電機１０の出力端子、バッテリ２０の正電極及び負荷３０の入力端子が電気的に接続された状態になる。
【００３０】
その後、エンジンが始動されることにより、発電機１０は発電を開始する。即ち、発電機１０は、出力電流ＩＯＵＴを出力する。この出力電流ＩＯＵＴの一部は、充電電流ＩＢＡＴとしてバッテリ２０に供給され、他の一部は、負荷電流ＩＬＯＡＤとして負荷３０に供給される。
【００３１】
この状態で、制御回路４０は、発電機１０から最大電流値ＩＭＡＸを、電流センサ４１から出力電流ＩＯＵＴの値を、それぞれ取り込み、最大電流値ＩＭＡＸと出力電流ＩＯＵＴの値とを比較する。この比較の結果、「出力電流ＩＯＵＴの値≦最大電流値ＩＭＡＸ」であることが判断されると、充電電流ＩＢＡＴと負荷電流ＩＬＯＡＤとの総和が発電機１０が発生可能な最大電流値以下であることが認識され、制御回路４０は、リレー４３の接点をオン状態に維持する。
【００３２】
一方、上記比較の結果、「出力電流ＩＯＵＴの値＞最大電流値ＩＭＡＸ」であることが判断されると、図２（Ａ）に示す充電電流ＩＢＡＴと図２（Ｂ）に示す負荷電流ＩＬＯＡＤとの総和が、図２（Ｃ）に示すように、発電機１０が発生可能な最大電流値を超えたことが認識され、制御回路４０は、リレー４３の接点をオフにする。即ち、制御回路４０は、低レベルの制御信号をトランジスタ４４のベースに供給することにより、該トランジスタ４４をオフにする。これにより、リレー４３の接点がオフにされる。
【００３３】
これにより、図２（Ａ）に示すように、充電電流ＩＢＡＴがゼロになる。そして、負荷３０に流れる負荷電流ＩＬＯＡＤは変化しないが、出力電流ＩＯＵＴは、充電電流ＩＢＡＴがゼロになった分だけ減少し、負荷電流ＩＬＯＡＤと同じ値になる。ここで、「負荷電流ＩＬＯＡＤの値＜最大電流値ＩＭＡＸ」であれば、負荷３０へ流れる負荷電流ＩＬＯＡＤは、発電機１０からの出力電流ＩＯＵＴでまかなうことができる。従って、発電機１０の出力電圧が低下することはない。
【００３４】
上記の状態において、大負荷がオフにされると、図２（Ｂ）に示すように、負荷電流ＩＬＯＡＤが減少する。その結果、発電機１０の出力電流ＩＯＵＴも減少する。そして、図２（Ｃ）に示すように、出力電流ＩＯＵＴが所定レベル以下になると、制御回路４０は、図２（Ａ）に示すようにリレー４３の接点をオンにする。これにより、充電電流ＩＢＡＴが流れ、バッテリ２０の充電が開始される。この充電電流ＩＢＡＴの大きさは、時間の経過に連れてバッテリ２０の充電が進むことにより徐々に小さくなる。その結果、発電機１０の出力電流ＩＯＵＴも、図２（Ｃ）に示すように、徐々に小さくなる。
【００３５】
その後、図２（Ｂ）に示すように、大負荷がオンにされて「出力電流ＩＯＵＴの値≦最大電流値ＩＭＡＸ」になると、上述したと同様の動作でリレー４３が接点オフにされる。ここで、「負荷電流ＩＬＯＡＤの値＞最大電流値ＩＭＡＸ」であれば、負荷３０へ流れる負荷電流ＩＬＯＡＤは、発電機１０からの出力電流ＩＯＵＴでまかなうことができないので、発電機１０の出力電圧が低下する。その結果、整流器４２がターンオンし、図２（Ａ）に示すように、バッテリ２０からの放電電流が、発電機１０からの出力電流ＩＯＵＴと共に負荷３０に供給される。
【００３６】
この場合、バッテリ２０からの放電電流の値と発電機１０からの出力電流ＩＯＵＴの値との和が負荷３０を駆動するのに十分な値であれば、負荷３０を確実に駆動できる。仮に、上記和が負荷３０を駆動するのに不十分な値であれば負荷３０を確実に駆動できない事態が発生するが、従来の車両用電源装置に比べれば、そのような事態が発生する割合を減少させることができる。
【００３７】
その後、大負荷がオフにされると、上述したと同様に、リレー４３の接点がオンにされる。
【００３８】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る車両用電源装置によれば、発電機１０からバッテリ２０への充電電流ＩＢＡＴの値と負荷３０への負荷電流ＩＬＯＡＤの値との総和が、発電機１０が発生可能な最大電流値ＩＭＡＸ以下の場合は、リレー４３の接点がオンにされる。従って、発電機１０からの出力電流ＩＯＵＴの一部は負荷電流ＩＬＯＡＤとして負荷３０を駆動するために使用されると共に、他の一部は充電電流ＩＢＡＴとしてバッテリ２０を充電する使用される。
【００３９】
一方、上記総和が最大電流値ＩＭＡＸを超えた場合は、バッテリ２０へ流れる充電電流ＩＢＡＴが遮断されるので、負荷電流ＩＬＯＡＤが発電機１０の最大電流値ＩＭＡＸ以下であれば、負荷３０に供給する電圧を下げずにこれを確実に駆動することができる。また、負荷電流ＩＬＯＡＤが発電機１０の最大電流値ＩＭＡＸを超えた場合には、負荷３０に供給する電圧は下がるが、負荷３０に電流を供給することができる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る車両用電源装置は、高電圧系統と低電圧系統といった２系統の電源を有する車両用電源装置である。
【００４１】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用電源装置の電気的な構成を示すブロック図である。この車両用電源装置は、高電圧系統と低電圧系統とから構成されている。
【００４２】
高電圧系統は、発電機１０、第１バッテリ２０、第１負荷３０、第１制御回路４０、第１電流センサ４１、第１整流器４２、第１リレー４３及び第１トランジスタ４４から構成されている。低電圧系統は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１、第２バッテリ２１、第２負荷３１、第２制御回路５０、第２電流センサ５１、第２整流器５２、第２リレー５３及び第２トランジスタ５４から構成されている。
【００４３】
この車両用電源装置の高電圧系統の構成において、発電機１０からの出力電流ＩＯＵＴ１は、負荷３０及び整流器４２のカソードに供給される他に、更に、ＤＣーＤＣコンバータ１１に供給される点を除き、上述した第１の実施の形態の構成と同じである。なお、第１バッテリ２０は、例えば４２ボルトといった高電圧の電力を蓄えて出力する蓄電池である。また、第１負荷３０は、例えばワイパー、パワーウインドウ等を駆動するためのモータといった高電圧で駆動される負荷から構成されている。
【００４４】
ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を第１負荷３０の一部と考えると、この車両用電源装置の高電圧系統の構成は、上述した第１の実施の形態に係る車両用電源装置の構成と同じであり、その動作も同じである。従って、上述した第１の実施の形態に係る車両用電源装置と同様の効果を奏する。
【００４５】
また、この車両用電源装置の低電圧系統の構成は、発電機１０の代わりにＤＣ−ＤＣコンバータ１１が使用されている点を除き、上述した第１の実施の形態の構成と同じである。なお、第２バッテリ２１は、例えば１４ボルトといった低電圧の電力を蓄えて出力する蓄電池である。第２負荷３１は、例えばヘッドライト、テールランプ、車内灯等のランプ類や点火プラグ等といった低電圧で駆動される負荷から構成されている。
【００４６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、本発明の電圧変換器に対応する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、発電機１０から４２ボルトで供給される直流電力を１４ボルトの直流電力に変換する。
【００４７】
ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を発電機と考えると、この車両用電源装置の低電圧系統の構成は、上述した第１の実施の形態に係る車両用電源装置の構成と同じであり、その動作も同じである。従って、上述した第１の実施の形態に係る車両用電源装置と同様の効果を奏する。
【００４８】
以上説明したように、第２の実施の形態に係る車両用電源装置によれば、発電機１０から第１バッテリ２０への充電電流ＩＢＡＴ１の値と、第１負荷３０及びＤＣ−ＤＣコンバータ１１への負荷電流ＩＬＯＡＤ１の値との総和が、発電機１０が発生可能な最大電流値ＩＭＡＸ１以下の場合は、第１リレー４３の接点がオンにされる。従って、発電機１０からの出力電流ＩＯＵＴ１の一部は負荷電流ＩＬＯＡＤ１として負荷３０及びＤＣ−ＤＣコンバータ１１を駆動するために使用されると共に、他の一部は充電電流ＩＢＡＴ１として第１バッテリ２０を充電するために使用される。
【００４９】
一方、上記総和が最大電流値ＩＭＡＸ１を超えた場合は、第１バッテリ２０へ流れる充電電流ＩＢＡＴ１が遮断されるので、負荷電流ＩＬＯＡＤ１が発電機１０の最大電流値ＩＭＡＸ１以下であれば、第１負荷３０及びＤＣ−ＤＣコンバータ１１に供給する電圧を下げずにこれらを確実に駆動することができる。また、負荷電流ＩＬＯＡＤ１が発電機１０の最大電流値ＩＭＡＸ１を超えた場合には、第１負荷３０及びＤＣ−ＤＣコンバータ１１に供給する電圧は下がるが、これらに電流を供給することができる。
【００５０】
同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１から第２バッテリ２１への充電電流ＩＢＡＴ２の値と、第２負荷３１への負荷電流ＩＬＯＡＤ２の値との総和が、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１が発生可能な最大電流値ＩＭＡＸ２以下の場合は、第２リレー５３の接点がオンにされる。従って、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１からの出力電流ＩＯＵＴ２の一部は負荷電流ＩＬＯＡＤ２として負荷３０を駆動するために使用されると共に、他の一部は充電電流ＩＢＡＴ２として第２バッテリ２１を充電するために使用される。
【００５１】
一方、上記総和が最大電流値ＩＭＡＸ２を超えた場合は、第２バッテリ２１へ流れる充電電流ＩＢＡＴ２が遮断されるので、負荷電流ＩＬＯＡＤ２がＤＣ−ＤＣコンバータ１１の最大電流値ＩＭＡＸ２以下であれば、第２負荷３１に供給する電圧を下げずにこれを確実に駆動することができる。また、負荷電流ＩＬＯＡＤ２がＤＣ−ＤＣコンバータ１１の最大電流値ＩＭＡＸ２を超えた場合には、第２負荷３１に供給する電圧は下がるが、第２負荷３１に電流を供給することができる。
【００５２】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１としては、充電電流ＩＢＡＴ２を考慮することなく、第２負荷３１の最大定格電流だけ考慮するればよいので、小容量のものを採用することができる。その結果、ＤＣ−ＤＣコンバータが低コストになるので車両用電源装置を低コストで構成できる。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、発電機からの出力電流値が該発電機で発生可能な最大電流値を超えたことが電流センサで検出された場合に、バッテリへの充電電流が遮断されるので、発電機からの出力電流は負荷にのみ供給される。従って、バッテリの蓄電量が低下した場合においても、該バッテリに大きな充電電流が流れることがないので、負荷を確実に駆動できる。
【００５４】
また、請求項２に記載の発明によれば、電流センサで検出された電流値が発電機で発生可能な最大電流値を超えていない場合は、開閉スイッチはオンにされることにより従来の車両用電源装置と同様に作用する一方、上記電流値が上記最大電流値を超えた場合は、開閉スイッチはオフにされることによりバッテリの蓄電量が低下したとしてもそれへの充電電流は遮断される。その結果、発電機は負荷にのみ電流を供給するので、電圧の低下を招くことなく負荷を確実に駆動できる。また、負荷の消費電流が更に大きくなって発電機の出力電圧が低下すると、発電機からの出力電流及びバッテリから整流器を介して出力される放電電流が負荷に供給されるので負荷を駆動できる。
【００５５】
また、請求項３に記載の発明によれば、発電機からの出力電流値が該発電機で発生可能な最大電流値を超えたことが第１電流センサで検出された場合に、第１バッテリへの充電電流が遮断されるので、発電機からの出力電流は第１負荷にのみ供給される。従って、第１バッテリの蓄電量が低下した場合においても、該第１バッテリに大きな充電電流が流れることがないので、第１負荷を確実に駆動できる。同様に、電圧変換器からの出力電流値が該電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えたことが第２電流センサで検出された場合に、第２バッテリへの充電電流が遮断されるので、電圧変換器からの出力電流は第２負荷にのみ供給される。従って、第２バッテリの蓄電量が低下した場合においても、該第２バッテリに大きな充電電流が流れることがないので、第２負荷を確実に駆動できる。
【００５６】
また、請求項４に記載の発明によれば、第１電流センサで検出された電流値が発電機で発生可能な最大電流値を超えていない場合は、第１開閉スイッチはオンにされるので従来の車両用電源装置と同様に作用する一方、上記電流値が上記最大電流値を超えた場合は、第１開閉スイッチはオフにされるので、第１バッテリの蓄電量が低下したとしても該第１バッテリへの充電電流は遮断される。その結果、発電機は第１負荷及び電圧変換器にのみ電流を供給するので、電圧の低下を招くことなく第１負荷を確実に駆動できる。また、第１負荷の消費電流が更に大きくなって発電機の出力電圧が低下すると、発電機からの出力電流及び第１バッテリから第１整流器を介して出力される放電電流が第１負荷に供給されるので、第１負荷を駆動できる。
【００５７】
同様に、第２電流センサで検出された電流値が電圧変換器で発生可能な最大電流値を超えていない場合は、第２開閉スイッチはオンにされるので従来の車両用電源装置と同様に作用する一方、上記電流値が上記最大電流値を超えた場合は、第２開閉スイッチはオフにされるので、第２バッテリの蓄電量が低下したとしても該第２バッテリへの充電電流は遮断される。その結果、電圧変換器は第２負荷にのみ電流を供給するので、電圧の低下を招くことなく第２負荷を確実に駆動できる。また、第２負荷の消費電流が更に大きくなって電圧変換器の出力電圧が低下すると、電圧変換器からの出力電流及び第２バッテリから第２整流器を介して出力される放電電流が第２負荷に供給されるので第２負荷を駆動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用電源装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した車両用電源装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る車両用電源装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図４】従来の車両用電源装置を説明するための図である。
【図５】従来の他の車両用電源装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  発電機
１１  ＤＣ−ＤＣコンバータ
２０  バッテリ、第１バッテリ
２１  第２バッテリ
３０  負荷、第１負荷
３１  第２負荷
４０  制御回路、第１制御回路
４１  電流センサ、第１電流センサ
４２  整流器、第１整流器
４３  リレー、第１リレー
４４  トランジスタ、第１トランジスタ
５０  第２制御回路
５１  第２電流センサ
５２  第２整流器
５３  第２リレー
５４  第２トランジスタ
【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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