(57)【要約】【課題】発電機及びスタータで共用される電力線を備え、電力線の配策が容易であり、コストの増加を招かず、電力線の軽量化を図れる車両用電源装置の提供。【解決手段】発電機５に第１電力線７で接続され、発電機５が発電した電力により充電されるバッテリ３を備え、エンジン２のスタータ６に第２電力線８でバッテリ３から電力を供給し、エンジン２の点火スイッチ及び始動スイッチの各オン／オフ信号が外部から与えられる車両用電源装置。第２電力線８は、第１電力線７のバッテリ３側の一部８を兼ねている。第２電力線８のバッテリ３側に設けられ、第１電力線７に適用すべきヒューズの第１遮断特性、及び第２電力線８に適用すべきヒューズの第２遮断特性を有し、第１及び第２遮断特性を切替え適用する電子ヒューズ９を備え、電子ヒューズ９は点火スイッチ及び始動スイッチの各オン／オフ信号に基づき第１及び第２遮断特性を切替える構成である。【選択図】図１
2009299560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに連動して発電する発電機に第１電力線で接続され、該発電機が発電した電力により充電されるバッテリを備え、前記エンジンを始動させるスタータに第２電力線で前記バッテリから電力を供給し、前記エンジンの点火スイッチ及び始動スイッチの各オン／オフ信号が外部から与えられるように構成してある車両用電源装置において、
前記第２電力線は、前記第１電力線のバッテリ側の一部を兼ねており、前記第２電力線の前記バッテリ側に設けられ、前記第１電力線に適用すべきヒューズが有する第１遮断特性、及び前記第２電力線に適用すべきヒューズが有する第２遮断特性を有し、前記第１遮断特性及び第２遮断特性を切替えて適用する電子ヒューズを備え、該電子ヒューズは、前記点火スイッチのオン信号のみが与えられたときは、前記第１遮断特性を適用し、前記点火スイッチ及び始動スイッチの両オン信号が与えられたときは、前記第２遮断特性を適用するように構成してあることを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記第１電力線は、前記発電機及びスタータ間を接続し、前記第２電力線は、前記スタータ及びバッテリ間を接続するように構成してある請求項１記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記電子ヒューズは、前記点火スイッチのオフ信号が与えられたときは、前記第２電力線を遮断するように構成してある請求項１又は２記載の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに連動して発電機が発電した電力により充電されるバッテリを備え、エンジンを始動させるスタータにバッテリから電力を供給する車両用電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用電源装置では、従来、例えば、図７（ａ）に示すように、車両１の前部に配置されたエンジン２に付設されたオルタネータ（発電機、交流発電機）５及びスタータ６とバッテリ３とは、電力線により接続されている。ここでは、オルタネータ５は、例えば、断面積１５ｍｍ2 の比較的細い電力線１１で、ヒューズボックス４内のヒューズ１２を経由してバッテリ３の＋極に接続されている。また、スタータ６は、例えば、断面積４０ｍｍ2の太い電力線１３で、ヒューズボックス４外のヒューズ１４を経由してバッテリ３の＋極に接続されている。
【０００３】
図７（ｂ）に示すように、バッテリ３が車両１の後部に配置された車両用電源装置では、オルタネータ５用の電力線１１ａは、車両１の後部のヒューズボックス４迄引回され、ヒューズボックス４内のヒューズ１２を経由してバッテリ３の＋極に接続されている。また、スタータ６用の電力線１３ａも、車両１の後部迄引回され、ヒューズボックス４外のヒューズ１４を経由してバッテリ３の＋極に接続されている。
尚、図７（ｂ）に示すように、バッテリ３が車両１の後部に配置された場合、電力線による電圧降下を考慮して、図７（ａ）に示す場合より電力線は太くしてある。
【０００４】
図８は、スタータ６側の電力線１３，１３ａ及びオルタネータ５側の電力線１１，１１ａの電流、電圧の推移例を示すタイミングチャートである。
イグニッションキーが差込まれ（キーイン）、アクセサリスイッチがオンにされ（ＡＣＣオン）、点火装置をオン／オフする点火スイッチがオンになっても（ＩＧオン）、各電力線１３，１３ａ，１１，１１ａは、電流が流れない（図８（ａ），（ｂ））。また、各電力線１３，１３ａ，１１，１１ａは、バッテリ３の端子電圧が印加された状態である（図８（ｃ），（ｄ））。
【０００５】
始動スイッチがオンにされると（ＳＴオン）、スタータ６側の電力線１３，１３ａには、スタータ（始動モータ）６の例えば３００〜８００Ａの突入電流が流れた後、スタータ６のモータ電流が流れる（図８（ａ））。この突入電流及びモータ電流に応じた電圧降下により、各電力線１３，１３ａ，１１，１１ａへのバッテリ３の端子電圧は降下する（図８（ｃ），（ｄ））。
【０００６】
エンジンが始動し、始動スイッチがオフにされると（ＳＴオフ）、点火スイッチのみがオンになった状態となり（ＩＧオン）、スタータ６側の電力線１３，１３ａには電流は流れなくなる（図８（ａ））。エンジンが始動して落着くと、オルタネータ５が発電を開始し、電力線１１，１１ａには直流に変換された例えば最大１５０Ａの発電電流が流れる（図８（ｂ））。また、各電力線１３，１３ａ，１１，１１ａへはバッテリ３の充電電圧が印加される（図８（ｃ），（ｄ））。
以上より、スタータ６側の電力線１３，１３ａとオルタネータ５側の電力線１１，１１ａとは、同じ電流が流れることはなく、また、それぞれの電流でも同時的に流れることもない。
【０００７】
従って、オルタネータ５側の電力線１１，１１ａには、図５（ａ）の特性図に示すように、１５０Ａ以下では発煙しない発煙特性を有する電力線を使用している。また、そのヒューズ１２には、この発煙特性より安全側の溶断特性（遮断特性）を有するヒューズを使用している。
スタータ６側の電力線１３，１３ａには、図５（ｂ）の特性図に示すように、２０秒間３００Ａ及び１秒間８００Ａの電流が流れても発煙しない発煙特性を有する電力線を使用している。また、そのヒューズ１４には、この発煙特性より安全側の溶断特性（遮断特性）を有するヒューズを使用している。
【０００８】
特許文献１には、エンジンルームから離れた位置に、バッテリが搭載されている車両に用いる電源ネットワーク装置が開示されている。この電源ネットワーク装置は、分散して配置された複数の電源供給センタと、バッテリから第１の電源供給センタに電源を供給し、更に、第１の電源供給センタから第２の電源供給センタに電源を供給するパワーバスとを備えている。
【特許文献１】特開２０００−１８６５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
車両に搭載される電気機器が増加するにつれ、電源系統の電力線は太くなり、その重量及び占有体積は無視できなくなって来ている。特に、図７（ｂ）に示すように、車両後部にバッテリ３が配置されている場合、電力線１１ａ，１３ａの重量は大きくなる。
これに対して、図６に示すように、オルタネータ５用の電力線及びスタータ６用の電力線として共用される電力線１０を備えた車両用電源装置が考えられ、同様なものが特許文献１にも記載されている。しかし、共用される電力線１０は、ヒューズマッチング上、太いほうのスタータ６用の電力線に合わせる必要があって、非常に太くなるので、限られた空間内でのオルタネータ５への電力線の配策が困難であり、製造時の作業コストの増加を招くという問題がある。
【００１０】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、発電機用の電力線及びスタータ用の電力線として共用される電力線を備えて、電力線の発電機への配策が容易であり、製造時の作業コストの増加を招かず、電力線の軽量化を図ることが可能な車両用電源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】
【００１１】
第１発明に係る車両用電源装置は、エンジンに連動して発電する発電機に第１電力線で接続され、該発電機が発電した電力により充電されるバッテリを備え、前記エンジンを始動させるスタータに第２電力線で前記バッテリから電力を供給し、前記エンジンの点火スイッチ及び始動スイッチの各オン／オフ信号が外部から与えられるように構成してある車両用電源装置において、前記第２電力線は、前記第１電力線のバッテリ側の一部を兼ねており、前記第２電力線の前記バッテリ側に設けられ、前記第１電力線に適用すべきヒューズが有する第１遮断特性、及び前記第２電力線に適用すべきヒューズが有する第２遮断特性を有し、前記第１遮断特性及び第２遮断特性を切替えて適用する電子ヒューズを備え、該電子ヒューズは、前記点火スイッチのオン信号のみが与えられたときは、前記第１遮断特性を適用し、前記点火スイッチ及び始動スイッチの両オン信号が与えられたときは、前記第２遮断特性を適用するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
この車両用電源装置では、エンジンに連動して発電する発電機に第１電力線で接続されたバッテリが、発電機が発電した電力により充電され、エンジンを始動させるスタータに第２電力線でバッテリから電力を供給する。エンジンの点火スイッチ及び始動スイッチの各オン／オフ信号が外部から与えられる。第２電力線は、第１電力線のバッテリ側の一部を兼ねている。第２電力線のバッテリ側に設けられた電子ヒューズが、第１電力線に適用すべきヒューズが有する第１遮断特性、及び第２電力線に適用すべきヒューズが有する第２遮断特性を有し、第１遮断特性及び第２遮断特性を切替えて適用する。電子ヒューズは、点火スイッチのオン信号のみが与えられたときは、第１遮断特性を適用する。また、点火スイッチ及び始動スイッチの両オン信号が与えられたときは、第２遮断特性を適用する。
【００１３】
第２発明に係る車両用電源装置は、前記第１電力線は、前記発電機及びスタータ間を接続し、前記第２電力線は、前記スタータ及びバッテリ間を接続するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
第３発明に係る車両用電源装置は、前記電子ヒューズは、前記点火スイッチのオフ信号が与えられたときは、前記第２電力線を遮断するように構成してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１，２発明に係る車両用電源装置によれば、発電機用の電力線及びスタータ用の電力線として共用される電力線を備えて、電力線の発電機への配策が容易であり、製造時の作業コストの増加を招かず、電力線の軽量化を図ることが可能な車両用電源装置を実現することができる。
【００１６】
第３発明に係る車両用電源装置によれば、発電機用の電力線及びスタータ用の電力線として共用される電力線を備えて、電力線の発電機への配策が容易であり、製造時の作業コストの増加を招かず、電力線の軽量化を図ることが可能な車両用電源装置を実現することができる。また、エンジン停止時には、通電が不要な発電機及びスタータ用の電力線を通電しないので、ショートする可能性が減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の要部構成を模式的に示す模式図である。
この車両用電源装置は、バッテリ３の容量増加に伴い、バッテリ３が車両１の後部に配置されている。車両１の前部に配置されたエンジン２に付設されたオルタネータ（発電機、交流発電機）５及びスタータ６が、比較的に細い電力線７で接続されている。スタータ６及びバッテリ３の＋極間は、太くて長い電力線８により接続されている。
【００１８】
ここでは、オルタネータ５及びスタータ６間を接続する電力線７は、その断面積が例えば１５ｍｍ2 である。スタータ６及びバッテリ３の＋極間を接続する電力線８は、その断面積が例えば６０ｍｍ2 である。電力線８は、車両１の後部に配置されたヒューズボックス４の外に設けられた電子ヒューズ９を経由して、バッテリ３の＋極に接続されている。電子ヒューズ９は、バッテリ３の近傍に設けられている。
【００１９】
図２は、電子ヒューズ９の構成例を示すブロック図である。
この電子ヒューズ９は、電力線８を接続／遮断する遮断スイッチ１５が、電力線８の中途に設けられている。遮断スイッチ１５には、その接続／遮断を制御する制御信号がマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記載）１６から与えられる。
マイコン１６には、エンジン２の図示しない制御系から、エンジン２の点火装置（図示せず）をオン／オフする点火スイッチのオン／オフ信号（ＩＧ信号）、及びエンジン２のスタータ６をオン／オフする始動スイッチのオン／オフ信号（ＳＴ信号）が与えられる。電流検出器１８が、電力線８に流れる電流値を検出し、マイコン１６に与える。
【００２０】
マイコン１６が内蔵するメモリ１７には、オルタネータ５側の断面積が１５ｍｍ2 の電力線７に適用されるべき、図５（ｃ）に示すようなヒューズの遮断特性（溶断特性）が記憶されている。メモリ１７には、また、スタータ６側の断面積が６０ｍｍ2 の電力線８に適用されるべき、図５（ｃ）に示すようなヒューズの遮断特性（溶断特性）が記憶されている。
マイコン１６は、エンジン２の点火スイッチ及び始動スイッチの与えられた各オン／オフ信号に基づき、２つのヒューズの遮断特性を切替え適用する。また、電流検出器１８から与えられた電流値が連続する時間を計測し、電流値及び時間の関係が、適用している遮断特性を超えたときは、遮断スイッチ１５に電力線８を遮断させる。
【００２１】
以下に、このような構成の車両用電源装置の動作の例を、それを示す図３のフローチャート、及び電力線の電流、電圧の推移の例を示す図４のタイミングチャートを参照しながら説明する。
イグニッションキーが差込まれ（キーイン）、アクセサリスイッチがオンにされても（ＡＣＣオン）、電子ヒューズ９は遮断スイッチ１５をオフにしている。従って、オルタネータ５側の電力線７及びスタータ６側の電力線８には、電流が流れず（図４（ａ），（ｂ））、バッテリ３の端子電圧は印加されない（図４（ｃ），（ｄ））。
【００２２】
マイコン１６は、点火スイッチがオンになり（ＩＧオン）、点火スイッチのオン信号が与えられると（Ｓ１）、オルタネータ５側の電力線７に適用されるべきヒューズの遮断特性を適用する（Ｓ３、図４（ｅ））。次いで、遮断スイッチ１５をオンにする（Ｓ５、図４（ｇ））。これにより、オルタネータ５側の電力線７及びスタータ６側の電力線８は、電流は流れないが（図４（ａ），（ｂ））、バッテリ３の端子電圧が印加された状態となる（図４（ｃ），（ｄ））。
マイコン１６は、この状態で電流検出器１８から与えられた電流値、及びその連続する時間の関係が、適用している遮断特性を超えたときは、遮断スイッチ１５をオフにする。
【００２３】
マイコン１６は、次に、始動スイッチがオンになり（ＳＴオン）、始動スイッチのオン信号が与えられると（Ｓ７）、スタータ６側の電力線８に適用されるべきヒューズの遮断特性を適用する（Ｓ９、図４（ｅ））。
このとき、スタータ６側の電力線８には、スタータ（始動モータ）６の例えば３００〜８００Ａの突入電流が流れた後、スタータ６のモータ電流が流れる（図４（ａ））。また、この突入電流及びモータ電流に応じた電圧降下により、各電力線７，８へ印加されるバッテリ３の端子電圧は降下する（図４（ｃ），（ｄ））。
マイコン１６は、この状態で電流検出器１８から与えられた電流値、及びその連続する時間の関係が、適用している遮断特性を超えたときは、遮断スイッチ１５をオフにする。
【００２４】
マイコン１６は、次に、エンジンが始動し、始動スイッチがオフにされ（ＳＴオフ）、始動スイッチのオフ信号及び点火スイッチのオン信号が与えられると（Ｓ１１）、オルタネータ５側の電力線７に適用されるべきヒューズの遮断特性を適用する（Ｓ１３、図４（ｅ），（ｆ））。
このとき、オルタネータ５側の電力線７及びスタータ６側の電力線８には、電流は流れないが（図４（ａ），（ｂ））、バッテリ３の端子電圧は印加されている（図４（ｃ），（ｄ））。
エンジン２が始動して落着くと、オルタネータ５が発電を開始し、各電力線７，８には直流に変換された例えば最大１５０Ａの発電電流が流れる（図４（ａ），（ｂ））。また、各電力線７，８へはバッテリ３の充電電圧が印加される（図４（ｃ），（ｄ））。
【００２５】
マイコン１６は、この状態で電流検出器１８から与えられた電流値、及びその連続する時間の関係が、適用している遮断特性を超えたときは、遮断スイッチ１５をオフにする。
マイコン１６は、次に、運転が終了し、点火スイッチがオフにされ（Ｓ１５）、始動スイッチ及び点火スイッチの各オフ信号が与えられると、遮断スイッチ１５をオフにする（Ｓ１７）。次いで、点火スイッチがオンになり（ＩＧオン）、点火スイッチのオン信号が与えられる迄待機する（Ｓ１）。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の要部構成を模式的に示す模式図である。
【図２】電子ヒューズの構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る車両用電源装置の動作の例を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る車両用電源装置の電力線の電流、電圧の推移例を示すタイミングチャートである。
【図５】電力線の発煙特性、並びにヒューズ及び電子ヒューズの遮断特性（溶断特性）を示す特性図である。
【図６】従来の車両用電源装置の要部構成例を模式的に示す模式図である。
【図７】従来の車両用電源装置の要部構成例を模式的に示す模式図である。
【図８】従来の車両用電源装置の電力線の電流、電圧の推移例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１  車両
２  エンジン
３  バッテリ
４  ヒューズボックス
５  オルタネータ（発電機、交流発電機）
６  スタータ
７，８  電力線
９  電子ヒューズ
１５  遮断スイッチ
１６  マイクロコンピュータ
１７  メモリ
１８  電流検出器
【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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【図７】
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【図８】
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