【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は自動車用電源装置に関し、好適にはアイドルストップ自動車の電源装置に関する。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】交差点などでの停止時にエンジンを停止させるアイドルストップ式自動車では、市街地走行などにおいて頻繁なエンジン始動を行う。 この場合、特に低温時やバッテリが劣化した状況下では、バッテリ電圧が低下して電子装置やヘッドランプに支障をきたす可能性が生じた。 【０００３】この問題を解決するべく、発電電流により充電されてエンジン始動を行うバッテリ（始動バッテリともいう）から側から、電圧安定を要する負荷に給電するバッテリ（安定化バッテリともいう）側へＤＣ−ＤＣ
コンバータを通じて常時給電する方式が提案されている。 しかし、この方式（ＤＣ−ＤＣコンバータ方式）では、始動バッテリ側から安定化バッテリ側へ常時給電を行うために、大型のＤＣ−ＤＣコンバータが必要となるので、その重量、体格が車両搭載上の問題となり、更に、ＤＣ−ＤＣコンバータの送電効率は通常８５％未満であるので燃費が低下してしまうという問題もあった。 【０００４】また、エンジン始動中及びその直後において始動バッテリの電圧が低下するためにＤＣ−ＤＣコンバータによる安定化バッテリの充電が不満足となるので、この期間における安定化バッテリの電圧低下を防止するために安定化バッテリとして相当の容量を確保する必要があり、装置全体が大型化するという問題があった。 【０００５】本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、所定負荷への安定な電源電圧印加を確保しつつ小型軽量化と効率向上とを実現した自動車用電源装置を提供することをその目的としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の自動車用電源装置は、エンジン始動装置を含んで電圧低下許容率が大きい第一負荷に給電するバッテリと、前記バッテリ側から給電されて電圧低下許容率が小さい第二負荷へ送電するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを経由することなく前記バッテリから第二負荷へ送電するスイッチ手段と、前記バッテリの電圧低下に関する情報を検出する電圧低下検出手段と、前記バッテリの電圧低下非検出時に前記スイッチ手段を通じての前記送電を許可し、前記バッテリの電圧低下検出時に前記スイッチ手段を通じての前記送電を停止するとともに前記ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータを通じての前記送電を許可する送電制御手段とを有することを特徴としている。 【０００７】すなわち、本発明では、ＤＣ−ＤＣコンバータは、バッテリ電圧が低下していると想定される場合にはＤＣ−ＤＣコンバータを昇圧駆動することによりバッテリから第二負荷へ給電し、バッテリ電圧が十分な大きさの電源電圧を第二負荷に印加できる場合にはスイッチ手段を通じてＤＣ−ＤＣコンバータを介することなく給電する。 【０００８】これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータとしては短時間のみ給電すればよく、比較的小型軽量のものを用いることができる。 特に、ＤＣ−ＤＣコンバータはトータルとして短時間しか使用されないので、低効率であっても簡素な回路形式を採用することができる。 【０００９】また、圧倒的に長いスイッチ手段を通じての第二負荷への給電時には、送電損失を低減することができるので、全体としての燃費を向上することができる。 また、上記二バッテリ方式に比較して第二負荷側にかならずしもバッテリを必要としないか、もしくは、小容量の蓄電手段があれば十分であるので、電源装置全体を小型軽量化することができる。 結局、本発明により、
所定負荷への安定な電源電圧印加を確保しつつ小型軽量化と効率向上とを実現した自動車用電源装置を実現することができる。 【００１０】好適な態様において、前記第二負荷と並列に前記バッテリより小容量の蓄電手段を有する。 このようにすれば、スイッチ手段やＤＣ−ＤＣコンバータの駆動制御にともなう電源電圧変動を低減することができる。 【００１１】好適な態様において、前記送電制御手段は、前記バッテリの電圧低下非検出時に前記ＤＣ−ＤＣ
コンバータの運転を停止する。 このようにすれば、ＤＣ
−ＤＣコンバータの無駄な電力消費を低減することができる。 【００１２】好適な態様において、前記スイッチ手段は、ダイオードからなる。 このようにすれば、スイッチ手段の制御を省略することができ、回路構成を簡素化することができる。 【００１３】好適な態様において、前記電位低下検出手段は、前記バッテリの電位と前記所定レベルに相当する所定電位とを比較して比較結果を前記送電制御手段に出力する。 このようにすれば、確実に必要な動作を実施することができる。 【００１４】好適な態様において、前記電位低下検出手段は、入力される前記エンジン始動装置の作動に関する情報に基づいて、前記エンジンの始動による前記バッテリの所定レベル以上の電位低下が生じる期間に関する情報を抽出し、前記送電制御手段は、前記期間の間、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの運転と前記スイッチ手段の送電停止とを行う。 このようにすれば、電圧比較用のコンパレータを含む回路を必要としないので、回路構成を簡素化することができる。 【００１５】 【発明の実施の形態】本発明の好適な態様を以下の実施例により説明する。 【００１６】 【実施例１】実施例１の自動車用電源装置を図１に示す回路図を参照して以下に説明する。 【００１７】（回路構成）１はバッテリ、２は電気二重層コンデンサ（以下、単にコンデンサという）、３はヘッドライトなどの電気負荷（第二負荷）、４は制御装置、５はエンジン始動装置（第一負荷）、６はポンプなどの電気負荷（第一負荷）、７はＤＣ−ＤＣコンバータ、８はスイッチ手段、９はバッテリ１の電圧をＡ／Ｄ
変換して制御装置４に送信する電圧検出装置であり、制御装置４に内蔵してもよい。 【００１８】バッテリ１の正極端子は、エンジン始動装置５及び電気負荷６に給電し、図示しない発電装置から給電されている。 【００１９】ＤＣ−ＤＣコンバータ７は、バッテリ１の電力を所定の昇圧比又は制御装置により制御される所望の昇圧比で電気負荷３及びコンデンサ２に送電する。 【００２０】スイッチ手段８は、バッテリ１の高位端子と電気負荷３及びコンデンサ２の高位端子との間の接続を断続制御する二端子スイッチ又は三端子スイッチからなる。 【００２１】制御装置４は、図１に示す自動車用電源装置を制御する電源管理用電子制御装置からなり、図示しない車両用電子制御装置からの指令に基づいてエンジン始動装置５、ＤＣ−ＤＣコンバータ７、スイッチ手段８
を制御している。 【００２２】なお、各電気負荷３、６は、等しい定格電圧に設定されている。 また、電圧検出装置９は、制御装置４に直前の所定期間の平均電圧を出力するように構成されてもよい。 （動作）以下、制御装置４によりなされるこの自動車用電源装置の基本的な制御動作を以下に説明する。 【００２３】制御装置４は、電圧検出装置９から入力されるバッテリ１の電圧が所定値以下に低下すればスイッチ手段８をオフし、ＤＣ−ＤＣコンバータ７を作動させ、バッテリ１の電圧が所定値以上に回復すればスイッチ手段８をオンし、ＤＣ−ＤＣコンバータ７を停止させる。 この実施態様では、ＤＣ−ＤＣコンバータ７の昇圧比は上記バッテリ１の電圧低下にもかかわらず電気負荷３を定格電圧で駆動できる値に設定されている。 【００２４】なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ７の昇圧比は、この実施態様では一定値に設定されているが、コンデンサ２の端子電圧をモニタすることにより、コンデンサ２の端子電圧を電気負荷３の定格電圧近傍に設定された一定レベルにフィードバック制御してもよい。 【００２５】このようにすれば、エンジン始動などによりバッテリ１の端子電圧が大きく低下した期間のみＤＣ
−ＤＣコンバータ７を駆動すればよいので、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ７が長時間運転されてその温度が徐々に上昇するのを回避するためにＤＣ−ＤＣコンバータ７を大型大容量に設計する必要がなく、ＤＣ−ＤＣコンバータ７
を小型軽量とし製造費用を節減することができる。 【００２６】また、バッテリ１の端子電圧が大きく低下した場合でも電気負荷３は昇圧動作するＤＣ−ＤＣコンバータ７を通じて給電されるので、コンデンサ２としてはＤＣ−ＤＣコンバータ７のリップル電圧低減やＤＣ−
ＤＣコンバータ７とスイッチ手段８との間の送電経路切り換えに伴う電圧変動の低減に足る程度の容量のものでよく、スペース、重量を増大させるコンデンサ２の小型軽量化を実現することができる。 もちろん、コンデンサ２の代わりに小容量のバッテリを採用することもできる。 【００２７】更に、一般に内部損失が大きく送電効率が低いＤＣ−ＤＣコンバータ７の稼働時間を短縮することができるので、燃費向上とＤＣ−ＤＣコンバータ７の冷却系の簡素化を実現することも可能となる。 【００２８】上記制御動作を図５にフローチャートとして図示する。 図５のフローチャートは明確であるので、
その詳細説明は省略する。 （変形態様）変形態様を図２〜図４に示す。 【００２９】図２は、スイッチ手段８として二端子スイッチとしてのダイオードを用いたものである。 ダイオード８の順方向電圧降下に伴う損失は通常１２Ｖ以上の定格電圧で運転される自動車用電源装置においてＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ７よりも小さく、その結果、スイッチ手段８を設けることなくＤＣ−ＤＣコンバータ７を常時運転する場合に比較して燃費を向上することができる。 また、制御が簡単となる。 【００３０】図３は、スイッチ手段８としてリレー又はマグネットスイッチを用いたものである。 ダイオードに比較して燃費を更に向上することができる。 【００３１】図４は、スイッチ手段８として電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いたものである。 ダイオードに比較して燃費を更に向上することができる。 なお、スイッチ手段８として電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の代わりにＩＧＢＴやＳＩＴを用いてもよい。 【００３２】なお、上記実施例では、スイッチ手段８とＤＣ−ＤＣコンバータ７とを切り換え動作させたが、両者の送電期間又は稼働期間を所定期間だけオーバーラップさせて切り換え時のコンデンサ２の放電負担を低減してもよく、その他、スイッチ手段８の運転中もＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ７を運転してもよい、この場合には、スイッチ手段８を通じて分流される電流分だけＤＣ−ＤＣコンバータ７の送電電力を低減することができるので、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ７及びスイッチ手段８の電力損失の合計を低減することができ、燃費を向上することができる。 （変形態様）制御動作の各変形態様を図６〜図９を参照して以下に説明する。 【００３３】図６に示す変形態様では、上記したバッテリ１の電圧低下を検出する代わりに、エンジン始動を指令する信号又はエンジン始動用モータの起動に相当する指令又は信号の着信時点から所定時間Ｔだけ、スイッチ手段８のオンとＤＣ−ＤＣコンバータ７のオフとを行う。 この所定時間Ｔは、エンジン始動が完了した後、発電装置がバッテリ１を充電してバッテリ１の端子電圧が電気負荷３が許容する大きさの電圧を印加するまで回復するに十分な時間に設定されている。 このようにすれば、制御回路を簡素化することができる。 【００３４】図７に示す変形態様では、上記したバッテリ１の電圧低下を検出する代わりに、エンジン始動を指令する信号又はエンジン始動用モータの起動に相当する指令又は信号の着信時点からエンジン始動完了を示す信号の着信時点までスイッチ手段８のオンとＤＣ−ＤＣコンバータ７のオフとを行う。 【００３５】図８に示す変形態様は、図６に示す態様を図２に示す態様に適用したものであり、図９に示す変形態様は、図７に示す態様を図２に示す態様に適用したものであり、趣旨は同じである。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の自動車用電源装置の一実施例を示す回路図である。 【図２】図１の装置の変形態様を示す回路図である。 【図３】図１の装置の変形態様を示す回路図である。 【図４】図１の装置の変形態様を示す回路図である。 【図５】図１の装置の制御動作を示すフローチャートである。 【図６】図５の制御動作の変形態様を示すフローチャートである。 【図７】図５の制御動作の変形態様を示すフローチャートである。 【図８】図５の制御動作の変形態様を示すフローチャートである。 【図９】図５の制御動作の変形態様を示すフローチャートである。 【符号の説明】 １ バッテリ２ コンデンサ３ 電気負荷（第二負荷） ４ 制御装置（送電制御手段、電圧低下検出手段）） ５ エンジン始動装置（第一負荷） ６ 電気負荷（第一負荷） ７ ＤＣ−ＤＣコンバータ８ スイッチ手段９ 電圧検出装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 BA01 DA02 DA16 EA06 FA06 GB03 5H730 AA14 AA15 AS04 BB98 FD11