車両用電源装置
【課題】補助電源からの給電時に、熱損失を低減できる車両用電源装置の提供。
【解決手段】車載発電機１又はバッテリ４により充電される蓄電器１０を備え、車載発電機１、バッテリ４又は蓄電器１０により車載負荷群１４〜１７に給電するように構成してある車両用電源装置。バッテリ４及び車載負荷群１４〜１７間に接続された第１スイッチ回路ＳＷ１と、蓄電器１０及び車載負荷群１４〜１７間に接続された第２スイッチ回路ＳＷ２と、バッテリ４及び蓄電器１０の出力電圧値を比較する手段（９）と、その比較結果が、バッテリ４（蓄電器１０）の方が高いときは、第１スイッチ回路ＳＷ１をオン（オフ）に、第２スイッチ回路ＳＷ２をオフ（オン）に切替える手段９とを備える構成である。
【解決手段】車載発電機１又はバッテリ４により充電される蓄電器１０を備え、車載発電機１、バッテリ４又は蓄電器１０により車載負荷群１４〜１７に給電するように構成してある車両用電源装置。バッテリ４及び車載負荷群１４〜１７間に接続された第１スイッチ回路ＳＷ１と、蓄電器１０及び車載負荷群１４〜１７間に接続された第２スイッチ回路ＳＷ２と、バッテリ４及び蓄電器１０の出力電圧値を比較する手段（９）と、その比較結果が、バッテリ４（蓄電器１０）の方が高いときは、第１スイッチ回路ＳＷ１をオン（オフ）に、第２スイッチ回路ＳＷ２をオフ（オン）に切替える手段９とを備える構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載発電機又はバッテリにより充電される補助電源としての蓄電器を備え、車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置、特に、アイドリング時にエンジンを停止させるアイドルストップ車に好適に使用される車両用電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費を向上させる為に、また、環境への配慮から、停車時にアイドリングを停止するアイドルストップを行なう車両が増加しつつある。このような車両では、従来の車両に比べて頻繁にエンジンを始動させるので、エンジンを始動させるスタータの電源が重要である。エンジンを始動させる際、スタータが大電流を消費する為、車両用電源装置の電圧が一時的に低下する。電圧が一時的に低下すると、ナビゲーション装置及びＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の電気負荷の電圧も低下し、動作が不安定になる等の可能性があった。
その為、バッテリ（主電源）に補助電源としてバックアップバッテリ又は電気二重層キャパシタを並列に接続して、補助電源からの放電によりスタータの駆動を補助させることが考えられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、メインバッテリ（主電源）とは別にバックアップバッテリ（補助電源）を搭載し、主電源の給電系統の故障時（主電源の低電圧時）に、ダイオードの電圧降下を利用して、補助電源からの給電に切替える車両の給電回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８２８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述したように、主電源の低電圧時に、ダイオードの電圧降下を利用して、補助電源からの給電に切替えると、ダイオードの電圧降下分（０．６Ｖ程度）は熱として消費され損失となる為、負荷電流の増加に伴い発熱に対する対策が複雑になるという問題がある。
また、補助電源として使用されるバッテリ及び電気二重層キャパシタでは、印加電圧（充電電圧）を高くすると、寿命が短くなる特性を有するという問題もある。
【０００６】
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、補助電源からの給電時に、熱損失を低減できる車両用電源装置を提供することを目的とする。
本発明は、また、補助電源からの給電時に、熱損失を低減でき、補助電源の充電時に、充電電圧を適正に保つことができる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】
【０００７】
第１発明に係る車両用電源装置は、車載発電機又はバッテリにより充電される蓄電器を備え、前記車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置において、前記バッテリ及び車載負荷群間に接続された第１スイッチ回路と、前記蓄電器及び車載負荷群間に接続された第２スイッチ回路と、前記バッテリ及び蓄電器の出力電圧値を比較する手段と、該手段の比較結果が、前記バッテリ（蓄電器）の方が高いときは、前記第１スイッチ回路をオン（オフ）に、前記第２スイッチ回路をオフ（オン）に切替える手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この車両用電源装置では、蓄電器が車載発電機又はバッテリにより充電され、車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電する。第１スイッチ回路が、バッテリ及び車載負荷群間に接続され、第２スイッチ回路が、蓄電器及び車載負荷群間に接続されている。比較する手段が、バッテリ及び蓄電器の出力電圧値を比較し、その比較結果が、バッテリ（蓄電器）の方が高いときは、切替える手段が、第１スイッチ回路をオン（オフ）に、第２スイッチ回路をオフ（オン）に切替える。
【０００９】
第２発明に係る車両用電源装置は、前記第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路は、それぞれＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴを備え、該ＦＥＴは、ドレインが前記バッテリ又は蓄電器側に、ソースが前記負荷群側に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
この車両用電源装置では、第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路は、それぞれＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴを備えており、これらのＦＥＴは、通常の接続方向とは逆に、それぞれドレインがバッテリ又は蓄電器側に、ソースが負荷群側に接続されている。
【００１１】
第３発明に係る車両用電源装置は、前記蓄電器の充電電圧値を制御する充電電圧制御回路を更に備え、該充電電圧制御回路は、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された第１抵抗と、第２抵抗及び第３スイッチ回路が直列に接続され、前記蓄電器に並列接続された直列回路と、前記充電電圧値及び所定電圧値を比較する手段とを有し、該手段が充電電圧値の方が高いと判定したときは、前記第３スイッチ回路をオフに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、充電電圧制御回路が、蓄電器の充電電圧値を制御する。充電電圧制御回路は、第１抵抗が、バッテリ及び蓄電器間に接続され、第２抵抗及び第３スイッチ回路が直列に接続された直列回路が、蓄電器に並列接続されている。比較する手段が、充電電圧値及び所定電圧値を比較し、充電電圧値の方が高いと判定したときは、第３スイッチ回路をオフにする。
【００１３】
第４発明に係る車両用電源装置は、前記蓄電器の充電電圧値を制御する充電電圧制御回路を更に備え、該充電電圧制御回路は、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された第１抵抗と、第３抵抗及び電流増幅回路が直列に接続され、前記蓄電器に並列接続された第２直列回路と、前記充電電圧値を検出する手段とを有し、該手段が検出した充電電圧値の高低に応じて、前記電流増幅回路の増幅率を増減するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
この車両用電源装置では、充電電圧制御回路が、蓄電器の充電電圧値を制御する。充電電圧制御回路は、第１抵抗が、バッテリ及び蓄電器間に接続され、第３抵抗及び電流増幅回路が直列に接続された第２直列回路が、蓄電器に並列接続されている。検出する手段が充電電圧値を検出し、検出した充電電圧値の高低に応じて、電流増幅回路の増幅率を増減する。
【００１５】
第５発明に係る車両用電源装置は、前記蓄電器の充電電圧値を制御する充電電圧制御回路を更に備え、該充電電圧制御回路は、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された第１抵抗と、該第１抵抗及び蓄電器間に接続された第４スイッチ回路と、前記充電電圧値及び所定電圧値を比較する手段とを有し、該手段が充電電圧値の方が高いと判定したときは、前記第４スイッチ回路をオフにするように構成してあることを特徴とする。
【００１６】
この車両用電源装置では、充電電圧制御回路が、蓄電器の充電電圧値を制御する。充電電圧制御回路は、第１抵抗が、バッテリ及び蓄電器間に接続され、第４スイッチ回路が、第１抵抗及び蓄電器間に接続されている。比較する手段が、充電電圧値及び所定電圧値を比較し、充電電圧値の方が高いと判定したときは、第４スイッチ回路をオフにする。
【発明の効果】
【００１７】
第１，２発明に係る車両用電源装置によれば、補助電源からの給電時に、熱損失を低減できる車両用電源装置を実現することができる。
【００１８】
第３〜５発明に係る車両用電源装置によれば、補助電源からの給電時に、熱損失を低減でき、補助電源の充電時に、充電電圧を適正に保つことができる車両用電源装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す補助電源モジュールの構成例を詳細に示すブロック図である。
【図３】図２に示すスイッチ制御回路及びスイッチ回路の構成例を詳細に示すブロック図である。
【図４】本発明に係る車両用電源装置の実施の形態が備える補助電源モジュールの構成例を詳細に示すブロック図である。
【図５】図４に示す制御回路及び電流増幅回路の構成例を詳細に示す回路図である。
【図６】図４に示す制御回路及び電流増幅回路による充電制御回路の出力電圧と補助電源の充電電圧との特性を示す特性図である。
【図７】本発明に係る車両用電源装置の実施の形態が備える補助電源モジュールの構成例を詳細に示すブロック図である。
【図８】図７に示すスイッチ制御回路及びスイッチ回路の構成例を詳細に示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
この車両用電源装置は、図示しないエンジンに連動してオルタネータ（車載発電機、交流発電機）１が発電する。発電された電力は、オルタネータ１内で直流に変換され、電気接続箱３内のヒューズ、アクセサリスイッチ６、イグニッションスイッチ７等を経由して、バッテリ（主電源、鉛蓄電池）４及び車両に搭載された負荷群に与えられる。また、発電され変換された電力は、電気接続箱３内のヒューズのみを経由して、他の負荷群に与えられる。
【００２１】
バッテリ４（オルタネータ１）からヒューズを経由しスイッチ類を経由しない電線が、充電制御回路８に接続されている。また、バッテリ４（オルタネータ１）からヒューズを経由しスイッチ類を経由しない他の電線が、アイドルストップＥＣＵ１２の一方の端子に接続され、他方の端子からの信号線が、充電制御回路８に接続されている。
アクセサリスイッチ６及びイグニッションスイッチ７の各オン／オフ情報が、各信号線経由で充電制御回路８に与えられる。充電制御回路８は、与えられたイグニッションスイッチ７のオン／オフ情報を信号線経由でアイドルストップＥＣＵ１２に与える。アイドルストップＥＣＵ１２は、エンジンのアイドリングを検知すると、エンジンを停止させる。
バッテリ４からヒューズを経由しない電線がスタータ２に接続されている。
【００２２】
充電制御回路８には、バッテリ４（オルタネータ１）の出力電圧が印加される電線２８と、補助電源１０の出力電圧（充電電圧）が印加される電線２９とが接続されている。電線２９には、充電制御回路８内で、逆流防止回路経由でバッテリ４（オルタネータ１）の出力電圧が与えられる。
電線２８は、スイッチ回路ＳＷ１を通じて出力切替回路１１に接続され、電線２９は、スイッチ回路ＳＷ２を通じて出力切替回路１１に接続され、両電線２８，２９は、出力切替回路１１の同じ端子に接続されている。
補助電源１０は、例えば、複数の電気二重層キャパシタを備えている。
【００２３】
電線２８，２９にそれぞれ接続された切替回路９が、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２をそれぞれオン／オフ制御する。
出力切替回路１１は、ヒューズ機能及び断線検知機能を有し、アクセサリスイッチ６及びイグニッションスイッチ７の各オン／オフ情報が、図示しない信号線経由で与えられ、バッテリ４、オルタネータ１又は補助電源１０の出力電圧を出力する。出力切替回路１１には、アクセサリスイッチ６のオン／オフ状態に従って出力電圧がオン／オフされる出力端子、イグニッションスイッチ７のオン／オフ状態に従って出力電圧がオン／オフされる出力端子、及びスイッチ類に関係なく出力電圧がオンされている出力端子が設けられている。各出力端子は、それぞれＥＣＵＡ１４，ＥＣＵＢ１５，ＥＣＵＣ１６，ＥＣＵＤ１７（車載負荷群）の何れかに接続されている。
【００２４】
充電制御回路８、補助電源１０、電線２８，２９、切替回路９、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２及び出力切替回路１１は、補助電源モジュール１３を構成している。
このような構成の車両用電源装置では、切替回路９が、電線２８，２９の各印加電圧を比較し、電線２８の印加電圧の方が高いときは、スイッチ回路ＳＷ１をオンに、スイッチ回路ＳＷ２をオフに切替え、電線２９の印加電圧の方が高いときは、スイッチ回路ＳＷ１をオフに、スイッチ回路ＳＷ２をオンに切替える。
【００２５】
図２は、図１に示す補助電源モジュール１３の構成例を詳細に示すブロック図である。
この補助電源モジュール１３は、電線２８の印加電圧が分圧回路２２で分圧された電圧が、抵抗Ｒ６経由でオペアンプ２１の非反転入力端子に与えられ、電線２９の印加電圧が分圧回路２３で分圧された電圧が、抵抗Ｒ５経由でオペアンプ２１の反転入力端子に与えられる。オペアンプ２１は正帰還がかけられ比較回路を構成している。
【００２６】
オペアンプ２１（比較回路）の出力端子は、ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ２０ａのゲートに接続されている。ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）２０ａのソースは接地され、ドレインは、ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ２０ｂのゲートと、抵抗Ｒ２を通じてＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ１８のゲートとに接続されている。
ＦＥＴ１８のドレインは、電線２８により充電制御回路８に接続され、ソースは、出力切替回路１１に接続されている。ＦＥＴ１８のゲート−ソース間に抵抗Ｒ１が接続されている。
充電制御回路８からの充電電圧は、電線２９により抵抗Ｒ７経由で補助電源１０に与えられる。
【００２７】
ＦＥＴ２０ｂのソースは接地され、ドレインは、抵抗Ｒ４を通じてＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ１９のゲートに接続されている。
ＦＥＴ１９のドレインは、電線２９により抵抗Ｒ７を通じて充電制御回路８に接続され、ソースは、ＦＥＴ１８のソースと出力切替回路１１に共通接続されている。ＦＥＴ１９のゲート−ソース間に抵抗Ｒ３が接続されている。
スイッチ制御回路２４が補助電源１０に並列接続され、抵抗Ｒ８及びスイッチ回路ＳＷ３の直列回路が、補助電源１０に並列接続されている。スイッチ制御回路２４は、スイッチ回路ＳＷ３をオン／オフ制御する。
ＦＥＴ１８，１９のソース及びドレインは、それぞれ通常とは逆方向になるように接続されている。
【００２８】
このような構成の補助電源モジュール１３では、電線２８，２９の各印加電圧の内、電線２８の方が高いときは、オペアンプ２１の出力がＨレベルとなり、ＦＥＴ２０ａがオンになる。ＦＥＴ２０ａがオンになると、ＦＥＴ１８は、ゲートがＬレベルとなってオンになる。一方、ＦＥＴ２０ｂはオフになり、ＦＥＴ１９は、ゲートがＨレベルとなってオフになる。これにより、電線２８の印加電圧が出力切替回路１１に与えられる。
電線２８，２９の各印加電圧の内、電線２９の方が高いときは、オペアンプ２１の出力が０（Ｌレベル、接地電位）となり、ＦＥＴ２０ａがオフになる。ＦＥＴ２０ａがオフになると、ＦＥＴ１８は、ゲートがＨレベルとなってオフになる。一方、ＦＥＴ２０ｂはオンになり、ＦＥＴ１９は、ゲートがＬレベルとなってオンになる。これにより、電線２９の印加電圧が出力切替回路１１に与えられる。
【００２９】
ＦＥＴ１８，１９を、ソースを電源側に、ドレインを負荷側にそれぞれ通常通りに接続した場合、主電源側（Ｖｂ）／補助電源側（Ｖｃ）の出力を切替える際に、両ＦＥＴ１８，１９がオフになる瞬間、電力供給が不能となる。
そこで、ＦＥＴ１８，１９のドレイン及びソースを通常とは逆方向に接続することにより、両ＦＥＴ１８，１９がオフになる瞬間でも、それぞれの寄生ダイオードを通じて電力が供給されるように構成してある。
ＦＥＴ１８，１９の一方がオンになれば、電流は抵抗の比（数ｍΩ（寄生ダイオード）：０）に応じて流れるので、他方側の寄生ダイオードに流れる電流は無視できるレベルとなる。また、他方側は、ソースがダイオードより高圧となるので、寄生ダイオードに電流が流れるなくなる。
【００３０】
スイッチ制御回路２４は、補助電源１０の充電電圧（出力電圧）を所定電圧と比較し、充電電圧が所定電圧より高いときは、スイッチ回路ＳＷ３をオンにする。これにより、抵抗Ｒ８に電流が流れて、補助電源１０の充電電圧が所定電圧以下に維持される。
【００３１】
図３は、図２に示すスイッチ制御回路２４及びスイッチ回路ＳＷ３の構成例を詳細に示すブロック図である。
このスイッチ制御回路２４及びスイッチ回路ＳＷ３は、電線２９の印加電圧が分圧回路３０で分圧された電圧が、抵抗Ｒ１３経由でオペアンプ３２の反転入力端子に与えられ、基準電圧Ｖｒｅｆが分圧回路３１で分圧された電圧が、抵抗Ｒ１２経由でオペアンプ３２の非反転入力端子に与えられる。オペアンプ３２は正帰還がかけられ比較回路を構成している。
【００３２】
オペアンプ３２（比較回路）の出力端子は、抵抗Ｒ１９を通じて基準電圧Ｖｒｅｆにプルアップされ、抵抗Ｒ１１を通じて、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ１のベースに接続されている。トランジスタＴｒ１のエミッタは接地され、コレクタは、イグニッションスイッチ７経由の電圧が抵抗Ｒ１４を通じて与えられ、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ２のベースに接続されている。トランジスタＴｒ２のエミッタは接地され、コレクタは抵抗Ｒ８を通じて電線２９に接続されている。
【００３３】
このような構成のスイッチ制御回路２４及びスイッチ回路ＳＷ３では、電線２９に印加された補助電源１０の充電電圧の分圧が、基準電圧Ｖｒｅｆを分圧した所定電圧より高いときは、オペアンプ３２の出力は０（Ｌレベル、接地電位）となり、トランジスタＴｒ１はオフになる。その結果、イグニッションスイッチ７がオンであれば、トランジスタＴｒ２がオンになる。これにより、抵抗Ｒ８に電流が流れて、補助電源１０の充電電圧が所定電圧以下に維持される。
基準電圧Ｖｒｅｆを分圧した所定電圧の方が高いときは、オペアンプ３２の出力はＨレベルとなり、トランジスタＴｒ１はオンになる。その結果、トランジスタＴｒ２はオフになる。
【００３４】
（実施の形態２）
図４は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態２が備える補助電源モジュールの構成例を詳細に示すブロック図である。本発明に係る車両用電源装置の実施の形態２の概略構成は、実施の形態１で説明した概略構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。
この補助電源モジュールは、制御回路２５が補助電源１０に並列接続され、抵抗Ｒ９及び電流増幅回路２６が直列接続された直列回路が、補助電源１０に並列接続されている。制御回路２５は、電流増幅回路２６の電流増幅率を増減制御する。この補助電源モジュールのその他の構成例は、実施の形態１で説明した補助電源モジュール１３の構成例（図２）と同様であるので、説明を省略する。
【００３５】
このような構成の補助電源モジュールでは、制御回路２５は、電線２９の印加電圧を検出し、検出した印加電圧の高低に応じて、電流増幅回路２６の電流増幅率を高低に制御する。この補助電源モジュールのその他の動作は、実施の形態１で説明した補助電源モジュール１３の動作と同様であるので、説明を省略する。
【００３６】
図５は、図４に示す制御回路２５及び電流増幅回路２６の構成例を詳細に示す回路図である。
この制御回路２５及び電流増幅回路２６は、補助電源１０の充電電圧（出力電圧）Ｖｃが、抵抗Ｒ１５，１６からなる分圧回路で分圧され、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ３のベースに与えられる。トランジスタＴｒ３のエミッタは、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ４のベースに接続され、コレクタは、抵抗Ｒ９を通じて電線２９に接続されている。トランジスタＴｒ４のエミッタは接地され、コレクタは、トランジスタＴｒ３のコレクタに接続されている。トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４は、ダーリントン接続に構成されている。
【００３７】
このような構成の制御回路２５及び電流増幅回路２６では、ダーリントン接続されたトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４の合成ベース−エミッタ間電圧Ｖbeは、各ベース−エミッタ間電圧を加えた、Ｖbe＝Ｖbe3 ＋Ｖbe4 である。トランジスタＴｒ３のベース電流Ｉb3は、充電制御回路８の出力電圧をＶinとすると、Ｉb3＝（Ｖin−Ｖbe）／Ｒ１５となる。
ダーリントン接続されたトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４の合成電流増幅率ｈfeは、各合成電流増幅率を積算した、ｈfe＝ｈfe3 ×ｈfe4 である。
以上より、抵抗Ｒ９に流れる電流Ｉは、Ｉ＝ｈfe3 ×ｈfe4 ×Ｉb3となる。
【００３８】
ここでは、例えば、ｈfe3 ＝４００、ｈfe4 ＝４０として、Ｉ＝２００ｍＡ程度の電流を流すようになっている。
充電制御回路８の出力電圧Ｖinが上昇して所定電圧に近くなると、合成電流増幅率ｈfeが急速に増大し、抵抗Ｒ９に流れる電流Ｉも急速に増大する。従って、補助電源１０の充電電圧Ｖｃは、上昇率が鈍化して、図６に示す特性図のようになり、所定電圧を容易には超えないようになっている。
【００３９】
（実施の形態３）
図７は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態３が備える補助電源モジュールの構成例を詳細に示すブロック図である。本発明に係る車両用電源装置の実施の形態３の概略構成は、実施の形態１で説明した概略構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。
この補助電源モジュールは、スイッチ制御回路２７が補助電源１０に並列接続され、抵抗Ｒ７及び補助電源１０のプラス端子間にスイッチ回路ＳＷ４が接続されている。スイッチ制御回路２７は、スイッチ回路ＳＷ４をオン／オフ制御する。この補助電源モジュールのその他の構成例は、実施の形態１で説明した補助電源モジュール１３の構成例（図２）と同様であるので、説明を省略する。
【００４０】
このような構成の補助電源モジュールでは、スイッチ制御回路２７は、補助電源１０の充電電圧（出力電圧）Ｖｃを検出し、検出した充電電圧Ｖｃ及び所定電圧を比較して、充電電圧Ｖｃの方が高いときは、スイッチ回路ＳＷ４をオフにする。この補助電源モジュールのその他の動作は、実施の形態１で説明した補助電源モジュール１３の動作と同様であるので、説明を省略する。
【００４１】
図８は、図７に示すスイッチ制御回路２７及びスイッチ回路ＳＷ４の構成例を詳細に示す回路図である。
このスイッチ制御回路２７及びスイッチ回路ＳＷ４は、補助電源１０の充電電圧（出力電圧）Ｖｃが分圧回路３３で分圧された電圧が、抵抗Ｒ１８経由でオペアンプ３４の非反転入力端子に与えられ、基準電圧Ｖｒｅｆが抵抗Ｒ１７経由でオペアンプ３４の反転入力端子に与えられる。オペアンプ３４は正帰還がかけられ比較回路を構成している。
【００４２】
オペアンプ３４（比較回路）の出力端子は、ＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ３５のゲートに接続されている。ＦＥＴ３５のソースは、抵抗Ｒ７の一方の端子に接続され、ドレインは、補助電源１０のプラス端子に接続されている。ＦＥＴ３５のソース−ゲート間には、抵抗Ｒ２０が接続されている。
【００４３】
このような構成のスイッチ制御回路２７及びスイッチ回路ＳＷ４では、電線２９に印加された補助電源１０の充電電圧Ｖｃの分圧が、基準電圧Ｖｒｅｆより高いときは、オペアンプ３４の出力はＨレベルとなり、ＦＥＴ３５はオフになる。その結果、補助電源１０の充電電圧Ｖｃは基準電圧以下に維持される。
基準電圧Ｖｒｅｆの方が高いときは、オペアンプ３４の出力は０（Ｌレベル、接地電位）となり、ＦＥＴ３５はオンになり、補助電源１０が充電される。
【符号の説明】
【００４４】
１ オルタネータ（車載発電機、交流発電機）
２ スタータ
４ バッテリ（主電源、鉛蓄電池）
６ アクセサリスイッチ
７ イグニッションスイッチ
８ 充電制御回路
９ 切替回路（比較する手段、切替える手段）
１０補助電源
１１ 出力切替回路
１２ アイドルストップＥＣＵ
１３ 補助電源モジュール
１４〜１７ ＥＣＵ（車載負荷群）
１８，１９，３５ ＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ
２０ａ，２０ｂ ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ
２１，３２，３４ オペアンプ
２４，２７ スイッチ制御回路
２５ 制御回路
２６ 電流増幅回路
２８，２９電線
ＳＷ１〜ＳＷ４ スイッチ回路
Ｔｒ１〜Ｔｒ４ ＮＰＮ型トランジスタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載発電機又はバッテリにより充電される補助電源としての蓄電器を備え、車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置、特に、アイドリング時にエンジンを停止させるアイドルストップ車に好適に使用される車両用電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費を向上させる為に、また、環境への配慮から、停車時にアイドリングを停止するアイドルストップを行なう車両が増加しつつある。このような車両では、従来の車両に比べて頻繁にエンジンを始動させるので、エンジンを始動させるスタータの電源が重要である。エンジンを始動させる際、スタータが大電流を消費する為、車両用電源装置の電圧が一時的に低下する。電圧が一時的に低下すると、ナビゲーション装置及びＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の電気負荷の電圧も低下し、動作が不安定になる等の可能性があった。
その為、バッテリ（主電源）に補助電源としてバックアップバッテリ又は電気二重層キャパシタを並列に接続して、補助電源からの放電によりスタータの駆動を補助させることが考えられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、メインバッテリ（主電源）とは別にバックアップバッテリ（補助電源）を搭載し、主電源の給電系統の故障時（主電源の低電圧時）に、ダイオードの電圧降下を利用して、補助電源からの給電に切替える車両の給電回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８２８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述したように、主電源の低電圧時に、ダイオードの電圧降下を利用して、補助電源からの給電に切替えると、ダイオードの電圧降下分（０．６Ｖ程度）は熱として消費され損失となる為、負荷電流の増加に伴い発熱に対する対策が複雑になるという問題がある。
また、補助電源として使用されるバッテリ及び電気二重層キャパシタでは、印加電圧（充電電圧）を高くすると、寿命が短くなる特性を有するという問題もある。
【０００６】
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、補助電源からの給電時に、熱損失を低減できる車両用電源装置を提供することを目的とする。
本発明は、また、補助電源からの給電時に、熱損失を低減でき、補助電源の充電時に、充電電圧を適正に保つことができる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】
【０００７】
第１発明に係る車両用電源装置は、車載発電機又はバッテリにより充電される蓄電器を備え、前記車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置において、前記バッテリ及び車載負荷群間に接続された第１スイッチ回路と、前記蓄電器及び車載負荷群間に接続された第２スイッチ回路と、前記バッテリ及び蓄電器の出力電圧値を比較する手段と、該手段の比較結果が、前記バッテリ（蓄電器）の方が高いときは、前記第１スイッチ回路をオン（オフ）に、前記第２スイッチ回路をオフ（オン）に切替える手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この車両用電源装置では、蓄電器が車載発電機又はバッテリにより充電され、車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電する。第１スイッチ回路が、バッテリ及び車載負荷群間に接続され、第２スイッチ回路が、蓄電器及び車載負荷群間に接続されている。比較する手段が、バッテリ及び蓄電器の出力電圧値を比較し、その比較結果が、バッテリ（蓄電器）の方が高いときは、切替える手段が、第１スイッチ回路をオン（オフ）に、第２スイッチ回路をオフ（オン）に切替える。
【０００９】
第２発明に係る車両用電源装置は、前記第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路は、それぞれＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴを備え、該ＦＥＴは、ドレインが前記バッテリ又は蓄電器側に、ソースが前記負荷群側に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
この車両用電源装置では、第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路は、それぞれＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴを備えており、これらのＦＥＴは、通常の接続方向とは逆に、それぞれドレインがバッテリ又は蓄電器側に、ソースが負荷群側に接続されている。
【００１１】
第３発明に係る車両用電源装置は、前記蓄電器の充電電圧値を制御する充電電圧制御回路を更に備え、該充電電圧制御回路は、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された第１抵抗と、第２抵抗及び第３スイッチ回路が直列に接続され、前記蓄電器に並列接続された直列回路と、前記充電電圧値及び所定電圧値を比較する手段とを有し、該手段が充電電圧値の方が高いと判定したときは、前記第３スイッチ回路をオフに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、充電電圧制御回路が、蓄電器の充電電圧値を制御する。充電電圧制御回路は、第１抵抗が、バッテリ及び蓄電器間に接続され、第２抵抗及び第３スイッチ回路が直列に接続された直列回路が、蓄電器に並列接続されている。比較する手段が、充電電圧値及び所定電圧値を比較し、充電電圧値の方が高いと判定したときは、第３スイッチ回路をオフにする。
【００１３】
第４発明に係る車両用電源装置は、前記蓄電器の充電電圧値を制御する充電電圧制御回路を更に備え、該充電電圧制御回路は、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された第１抵抗と、第３抵抗及び電流増幅回路が直列に接続され、前記蓄電器に並列接続された第２直列回路と、前記充電電圧値を検出する手段とを有し、該手段が検出した充電電圧値の高低に応じて、前記電流増幅回路の増幅率を増減するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
この車両用電源装置では、充電電圧制御回路が、蓄電器の充電電圧値を制御する。充電電圧制御回路は、第１抵抗が、バッテリ及び蓄電器間に接続され、第３抵抗及び電流増幅回路が直列に接続された第２直列回路が、蓄電器に並列接続されている。検出する手段が充電電圧値を検出し、検出した充電電圧値の高低に応じて、電流増幅回路の増幅率を増減する。
【００１５】
第５発明に係る車両用電源装置は、前記蓄電器の充電電圧値を制御する充電電圧制御回路を更に備え、該充電電圧制御回路は、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された第１抵抗と、該第１抵抗及び蓄電器間に接続された第４スイッチ回路と、前記充電電圧値及び所定電圧値を比較する手段とを有し、該手段が充電電圧値の方が高いと判定したときは、前記第４スイッチ回路をオフにするように構成してあることを特徴とする。
【００１６】
この車両用電源装置では、充電電圧制御回路が、蓄電器の充電電圧値を制御する。充電電圧制御回路は、第１抵抗が、バッテリ及び蓄電器間に接続され、第４スイッチ回路が、第１抵抗及び蓄電器間に接続されている。比較する手段が、充電電圧値及び所定電圧値を比較し、充電電圧値の方が高いと判定したときは、第４スイッチ回路をオフにする。
【発明の効果】
【００１７】
第１，２発明に係る車両用電源装置によれば、補助電源からの給電時に、熱損失を低減できる車両用電源装置を実現することができる。
【００１８】
第３〜５発明に係る車両用電源装置によれば、補助電源からの給電時に、熱損失を低減でき、補助電源の充電時に、充電電圧を適正に保つことができる車両用電源装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す補助電源モジュールの構成例を詳細に示すブロック図である。
【図３】図２に示すスイッチ制御回路及びスイッチ回路の構成例を詳細に示すブロック図である。
【図４】本発明に係る車両用電源装置の実施の形態が備える補助電源モジュールの構成例を詳細に示すブロック図である。
【図５】図４に示す制御回路及び電流増幅回路の構成例を詳細に示す回路図である。
【図６】図４に示す制御回路及び電流増幅回路による充電制御回路の出力電圧と補助電源の充電電圧との特性を示す特性図である。
【図７】本発明に係る車両用電源装置の実施の形態が備える補助電源モジュールの構成例を詳細に示すブロック図である。
【図８】図７に示すスイッチ制御回路及びスイッチ回路の構成例を詳細に示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
この車両用電源装置は、図示しないエンジンに連動してオルタネータ（車載発電機、交流発電機）１が発電する。発電された電力は、オルタネータ１内で直流に変換され、電気接続箱３内のヒューズ、アクセサリスイッチ６、イグニッションスイッチ７等を経由して、バッテリ（主電源、鉛蓄電池）４及び車両に搭載された負荷群に与えられる。また、発電され変換された電力は、電気接続箱３内のヒューズのみを経由して、他の負荷群に与えられる。
【００２１】
バッテリ４（オルタネータ１）からヒューズを経由しスイッチ類を経由しない電線が、充電制御回路８に接続されている。また、バッテリ４（オルタネータ１）からヒューズを経由しスイッチ類を経由しない他の電線が、アイドルストップＥＣＵ１２の一方の端子に接続され、他方の端子からの信号線が、充電制御回路８に接続されている。
アクセサリスイッチ６及びイグニッションスイッチ７の各オン／オフ情報が、各信号線経由で充電制御回路８に与えられる。充電制御回路８は、与えられたイグニッションスイッチ７のオン／オフ情報を信号線経由でアイドルストップＥＣＵ１２に与える。アイドルストップＥＣＵ１２は、エンジンのアイドリングを検知すると、エンジンを停止させる。
バッテリ４からヒューズを経由しない電線がスタータ２に接続されている。
【００２２】
充電制御回路８には、バッテリ４（オルタネータ１）の出力電圧が印加される電線２８と、補助電源１０の出力電圧（充電電圧）が印加される電線２９とが接続されている。電線２９には、充電制御回路８内で、逆流防止回路経由でバッテリ４（オルタネータ１）の出力電圧が与えられる。
電線２８は、スイッチ回路ＳＷ１を通じて出力切替回路１１に接続され、電線２９は、スイッチ回路ＳＷ２を通じて出力切替回路１１に接続され、両電線２８，２９は、出力切替回路１１の同じ端子に接続されている。
補助電源１０は、例えば、複数の電気二重層キャパシタを備えている。
【００２３】
電線２８，２９にそれぞれ接続された切替回路９が、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２をそれぞれオン／オフ制御する。
出力切替回路１１は、ヒューズ機能及び断線検知機能を有し、アクセサリスイッチ６及びイグニッションスイッチ７の各オン／オフ情報が、図示しない信号線経由で与えられ、バッテリ４、オルタネータ１又は補助電源１０の出力電圧を出力する。出力切替回路１１には、アクセサリスイッチ６のオン／オフ状態に従って出力電圧がオン／オフされる出力端子、イグニッションスイッチ７のオン／オフ状態に従って出力電圧がオン／オフされる出力端子、及びスイッチ類に関係なく出力電圧がオンされている出力端子が設けられている。各出力端子は、それぞれＥＣＵＡ１４，ＥＣＵＢ１５，ＥＣＵＣ１６，ＥＣＵＤ１７（車載負荷群）の何れかに接続されている。
【００２４】
充電制御回路８、補助電源１０、電線２８，２９、切替回路９、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２及び出力切替回路１１は、補助電源モジュール１３を構成している。
このような構成の車両用電源装置では、切替回路９が、電線２８，２９の各印加電圧を比較し、電線２８の印加電圧の方が高いときは、スイッチ回路ＳＷ１をオンに、スイッチ回路ＳＷ２をオフに切替え、電線２９の印加電圧の方が高いときは、スイッチ回路ＳＷ１をオフに、スイッチ回路ＳＷ２をオンに切替える。
【００２５】
図２は、図１に示す補助電源モジュール１３の構成例を詳細に示すブロック図である。
この補助電源モジュール１３は、電線２８の印加電圧が分圧回路２２で分圧された電圧が、抵抗Ｒ６経由でオペアンプ２１の非反転入力端子に与えられ、電線２９の印加電圧が分圧回路２３で分圧された電圧が、抵抗Ｒ５経由でオペアンプ２１の反転入力端子に与えられる。オペアンプ２１は正帰還がかけられ比較回路を構成している。
【００２６】
オペアンプ２１（比較回路）の出力端子は、ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ２０ａのゲートに接続されている。ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）２０ａのソースは接地され、ドレインは、ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ２０ｂのゲートと、抵抗Ｒ２を通じてＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ１８のゲートとに接続されている。
ＦＥＴ１８のドレインは、電線２８により充電制御回路８に接続され、ソースは、出力切替回路１１に接続されている。ＦＥＴ１８のゲート−ソース間に抵抗Ｒ１が接続されている。
充電制御回路８からの充電電圧は、電線２９により抵抗Ｒ７経由で補助電源１０に与えられる。
【００２７】
ＦＥＴ２０ｂのソースは接地され、ドレインは、抵抗Ｒ４を通じてＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ１９のゲートに接続されている。
ＦＥＴ１９のドレインは、電線２９により抵抗Ｒ７を通じて充電制御回路８に接続され、ソースは、ＦＥＴ１８のソースと出力切替回路１１に共通接続されている。ＦＥＴ１９のゲート−ソース間に抵抗Ｒ３が接続されている。
スイッチ制御回路２４が補助電源１０に並列接続され、抵抗Ｒ８及びスイッチ回路ＳＷ３の直列回路が、補助電源１０に並列接続されている。スイッチ制御回路２４は、スイッチ回路ＳＷ３をオン／オフ制御する。
ＦＥＴ１８，１９のソース及びドレインは、それぞれ通常とは逆方向になるように接続されている。
【００２８】
このような構成の補助電源モジュール１３では、電線２８，２９の各印加電圧の内、電線２８の方が高いときは、オペアンプ２１の出力がＨレベルとなり、ＦＥＴ２０ａがオンになる。ＦＥＴ２０ａがオンになると、ＦＥＴ１８は、ゲートがＬレベルとなってオンになる。一方、ＦＥＴ２０ｂはオフになり、ＦＥＴ１９は、ゲートがＨレベルとなってオフになる。これにより、電線２８の印加電圧が出力切替回路１１に与えられる。
電線２８，２９の各印加電圧の内、電線２９の方が高いときは、オペアンプ２１の出力が０（Ｌレベル、接地電位）となり、ＦＥＴ２０ａがオフになる。ＦＥＴ２０ａがオフになると、ＦＥＴ１８は、ゲートがＨレベルとなってオフになる。一方、ＦＥＴ２０ｂはオンになり、ＦＥＴ１９は、ゲートがＬレベルとなってオンになる。これにより、電線２９の印加電圧が出力切替回路１１に与えられる。
【００２９】
ＦＥＴ１８，１９を、ソースを電源側に、ドレインを負荷側にそれぞれ通常通りに接続した場合、主電源側（Ｖｂ）／補助電源側（Ｖｃ）の出力を切替える際に、両ＦＥＴ１８，１９がオフになる瞬間、電力供給が不能となる。
そこで、ＦＥＴ１８，１９のドレイン及びソースを通常とは逆方向に接続することにより、両ＦＥＴ１８，１９がオフになる瞬間でも、それぞれの寄生ダイオードを通じて電力が供給されるように構成してある。
ＦＥＴ１８，１９の一方がオンになれば、電流は抵抗の比（数ｍΩ（寄生ダイオード）：０）に応じて流れるので、他方側の寄生ダイオードに流れる電流は無視できるレベルとなる。また、他方側は、ソースがダイオードより高圧となるので、寄生ダイオードに電流が流れるなくなる。
【００３０】
スイッチ制御回路２４は、補助電源１０の充電電圧（出力電圧）を所定電圧と比較し、充電電圧が所定電圧より高いときは、スイッチ回路ＳＷ３をオンにする。これにより、抵抗Ｒ８に電流が流れて、補助電源１０の充電電圧が所定電圧以下に維持される。
【００３１】
図３は、図２に示すスイッチ制御回路２４及びスイッチ回路ＳＷ３の構成例を詳細に示すブロック図である。
このスイッチ制御回路２４及びスイッチ回路ＳＷ３は、電線２９の印加電圧が分圧回路３０で分圧された電圧が、抵抗Ｒ１３経由でオペアンプ３２の反転入力端子に与えられ、基準電圧Ｖｒｅｆが分圧回路３１で分圧された電圧が、抵抗Ｒ１２経由でオペアンプ３２の非反転入力端子に与えられる。オペアンプ３２は正帰還がかけられ比較回路を構成している。
【００３２】
オペアンプ３２（比較回路）の出力端子は、抵抗Ｒ１９を通じて基準電圧Ｖｒｅｆにプルアップされ、抵抗Ｒ１１を通じて、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ１のベースに接続されている。トランジスタＴｒ１のエミッタは接地され、コレクタは、イグニッションスイッチ７経由の電圧が抵抗Ｒ１４を通じて与えられ、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ２のベースに接続されている。トランジスタＴｒ２のエミッタは接地され、コレクタは抵抗Ｒ８を通じて電線２９に接続されている。
【００３３】
このような構成のスイッチ制御回路２４及びスイッチ回路ＳＷ３では、電線２９に印加された補助電源１０の充電電圧の分圧が、基準電圧Ｖｒｅｆを分圧した所定電圧より高いときは、オペアンプ３２の出力は０（Ｌレベル、接地電位）となり、トランジスタＴｒ１はオフになる。その結果、イグニッションスイッチ７がオンであれば、トランジスタＴｒ２がオンになる。これにより、抵抗Ｒ８に電流が流れて、補助電源１０の充電電圧が所定電圧以下に維持される。
基準電圧Ｖｒｅｆを分圧した所定電圧の方が高いときは、オペアンプ３２の出力はＨレベルとなり、トランジスタＴｒ１はオンになる。その結果、トランジスタＴｒ２はオフになる。
【００３４】
（実施の形態２）
図４は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態２が備える補助電源モジュールの構成例を詳細に示すブロック図である。本発明に係る車両用電源装置の実施の形態２の概略構成は、実施の形態１で説明した概略構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。
この補助電源モジュールは、制御回路２５が補助電源１０に並列接続され、抵抗Ｒ９及び電流増幅回路２６が直列接続された直列回路が、補助電源１０に並列接続されている。制御回路２５は、電流増幅回路２６の電流増幅率を増減制御する。この補助電源モジュールのその他の構成例は、実施の形態１で説明した補助電源モジュール１３の構成例（図２）と同様であるので、説明を省略する。
【００３５】
このような構成の補助電源モジュールでは、制御回路２５は、電線２９の印加電圧を検出し、検出した印加電圧の高低に応じて、電流増幅回路２６の電流増幅率を高低に制御する。この補助電源モジュールのその他の動作は、実施の形態１で説明した補助電源モジュール１３の動作と同様であるので、説明を省略する。
【００３６】
図５は、図４に示す制御回路２５及び電流増幅回路２６の構成例を詳細に示す回路図である。
この制御回路２５及び電流増幅回路２６は、補助電源１０の充電電圧（出力電圧）Ｖｃが、抵抗Ｒ１５，１６からなる分圧回路で分圧され、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ３のベースに与えられる。トランジスタＴｒ３のエミッタは、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ４のベースに接続され、コレクタは、抵抗Ｒ９を通じて電線２９に接続されている。トランジスタＴｒ４のエミッタは接地され、コレクタは、トランジスタＴｒ３のコレクタに接続されている。トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４は、ダーリントン接続に構成されている。
【００３７】
このような構成の制御回路２５及び電流増幅回路２６では、ダーリントン接続されたトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４の合成ベース−エミッタ間電圧Ｖbeは、各ベース−エミッタ間電圧を加えた、Ｖbe＝Ｖbe3 ＋Ｖbe4 である。トランジスタＴｒ３のベース電流Ｉb3は、充電制御回路８の出力電圧をＶinとすると、Ｉb3＝（Ｖin−Ｖbe）／Ｒ１５となる。
ダーリントン接続されたトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４の合成電流増幅率ｈfeは、各合成電流増幅率を積算した、ｈfe＝ｈfe3 ×ｈfe4 である。
以上より、抵抗Ｒ９に流れる電流Ｉは、Ｉ＝ｈfe3 ×ｈfe4 ×Ｉb3となる。
【００３８】
ここでは、例えば、ｈfe3 ＝４００、ｈfe4 ＝４０として、Ｉ＝２００ｍＡ程度の電流を流すようになっている。
充電制御回路８の出力電圧Ｖinが上昇して所定電圧に近くなると、合成電流増幅率ｈfeが急速に増大し、抵抗Ｒ９に流れる電流Ｉも急速に増大する。従って、補助電源１０の充電電圧Ｖｃは、上昇率が鈍化して、図６に示す特性図のようになり、所定電圧を容易には超えないようになっている。
【００３９】
（実施の形態３）
図７は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態３が備える補助電源モジュールの構成例を詳細に示すブロック図である。本発明に係る車両用電源装置の実施の形態３の概略構成は、実施の形態１で説明した概略構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。
この補助電源モジュールは、スイッチ制御回路２７が補助電源１０に並列接続され、抵抗Ｒ７及び補助電源１０のプラス端子間にスイッチ回路ＳＷ４が接続されている。スイッチ制御回路２７は、スイッチ回路ＳＷ４をオン／オフ制御する。この補助電源モジュールのその他の構成例は、実施の形態１で説明した補助電源モジュール１３の構成例（図２）と同様であるので、説明を省略する。
【００４０】
このような構成の補助電源モジュールでは、スイッチ制御回路２７は、補助電源１０の充電電圧（出力電圧）Ｖｃを検出し、検出した充電電圧Ｖｃ及び所定電圧を比較して、充電電圧Ｖｃの方が高いときは、スイッチ回路ＳＷ４をオフにする。この補助電源モジュールのその他の動作は、実施の形態１で説明した補助電源モジュール１３の動作と同様であるので、説明を省略する。
【００４１】
図８は、図７に示すスイッチ制御回路２７及びスイッチ回路ＳＷ４の構成例を詳細に示す回路図である。
このスイッチ制御回路２７及びスイッチ回路ＳＷ４は、補助電源１０の充電電圧（出力電圧）Ｖｃが分圧回路３３で分圧された電圧が、抵抗Ｒ１８経由でオペアンプ３４の非反転入力端子に与えられ、基準電圧Ｖｒｅｆが抵抗Ｒ１７経由でオペアンプ３４の反転入力端子に与えられる。オペアンプ３４は正帰還がかけられ比較回路を構成している。
【００４２】
オペアンプ３４（比較回路）の出力端子は、ＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ３５のゲートに接続されている。ＦＥＴ３５のソースは、抵抗Ｒ７の一方の端子に接続され、ドレインは、補助電源１０のプラス端子に接続されている。ＦＥＴ３５のソース−ゲート間には、抵抗Ｒ２０が接続されている。
【００４３】
このような構成のスイッチ制御回路２７及びスイッチ回路ＳＷ４では、電線２９に印加された補助電源１０の充電電圧Ｖｃの分圧が、基準電圧Ｖｒｅｆより高いときは、オペアンプ３４の出力はＨレベルとなり、ＦＥＴ３５はオフになる。その結果、補助電源１０の充電電圧Ｖｃは基準電圧以下に維持される。
基準電圧Ｖｒｅｆの方が高いときは、オペアンプ３４の出力は０（Ｌレベル、接地電位）となり、ＦＥＴ３５はオンになり、補助電源１０が充電される。
【符号の説明】
【００４４】
１ オルタネータ（車載発電機、交流発電機）
２ スタータ
４ バッテリ（主電源、鉛蓄電池）
６ アクセサリスイッチ
７ イグニッションスイッチ
８ 充電制御回路
９ 切替回路（比較する手段、切替える手段）
１０補助電源
１１ 出力切替回路
１２ アイドルストップＥＣＵ
１３ 補助電源モジュール
１４〜１７ ＥＣＵ（車載負荷群）
１８，１９，３５ ＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ
２０ａ，２０ｂ ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ
２１，３２，３４ オペアンプ
２４，２７ スイッチ制御回路
２５ 制御回路
２６ 電流増幅回路
２８，２９電線
ＳＷ１〜ＳＷ４ スイッチ回路
Ｔｒ１〜Ｔｒ４ ＮＰＮ型トランジスタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載発電機又はバッテリにより充電される蓄電器を備え、前記車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置において、
前記バッテリ及び車載負荷群間に接続された第１スイッチ回路と、前記蓄電器及び車載負荷群間に接続された第２スイッチ回路と、前記バッテリ及び蓄電器の出力電圧値を比較する手段と、該手段の比較結果が、前記バッテリ（蓄電器）の方が高いときは、前記第１スイッチ回路をオン（オフ）に、前記第２スイッチ回路をオフ（オン）に切替える手段とを備えることを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路は、それぞれＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴを備え、該ＦＥＴは、ドレインが前記バッテリ又は蓄電器側に、ソースが前記負荷群側に接続されている請求項１記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記蓄電器の充電電圧値を制御する充電電圧制御回路を更に備え、該充電電圧制御回路は、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された第１抵抗と、第２抵抗及び第３スイッチ回路が直列に接続され、前記蓄電器に並列接続された直列回路と、前記充電電圧値及び所定電圧値を比較する手段とを有し、該手段が充電電圧値の方が高いと判定したときは、前記第３スイッチ回路をオフに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。
【請求項４】
前記蓄電器の充電電圧値を制御する充電電圧制御回路を更に備え、該充電電圧制御回路は、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された第１抵抗と、第３抵抗及び電流増幅回路が直列に接続され、前記蓄電器に並列接続された第２直列回路と、前記充電電圧値を検出する手段とを有し、該手段が検出した充電電圧値の高低に応じて、前記電流増幅回路の増幅率を増減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。
【請求項５】
前記蓄電器の充電電圧値を制御する充電電圧制御回路を更に備え、該充電電圧制御回路は、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された第１抵抗と、該第１抵抗及び蓄電器間に接続された第４スイッチ回路と、前記充電電圧値及び所定電圧値を比較する手段とを有し、該手段が充電電圧値の方が高いと判定したときは、前記第４スイッチ回路をオフに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。
【請求項１】
車載発電機又はバッテリにより充電される蓄電器を備え、前記車載発電機、バッテリ又は蓄電器により車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置において、
前記バッテリ及び車載負荷群間に接続された第１スイッチ回路と、前記蓄電器及び車載負荷群間に接続された第２スイッチ回路と、前記バッテリ及び蓄電器の出力電圧値を比較する手段と、該手段の比較結果が、前記バッテリ（蓄電器）の方が高いときは、前記第１スイッチ回路をオン（オフ）に、前記第２スイッチ回路をオフ（オン）に切替える手段とを備えることを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路は、それぞれＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴを備え、該ＦＥＴは、ドレインが前記バッテリ又は蓄電器側に、ソースが前記負荷群側に接続されている請求項１記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記蓄電器の充電電圧値を制御する充電電圧制御回路を更に備え、該充電電圧制御回路は、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された第１抵抗と、第２抵抗及び第３スイッチ回路が直列に接続され、前記蓄電器に並列接続された直列回路と、前記充電電圧値及び所定電圧値を比較する手段とを有し、該手段が充電電圧値の方が高いと判定したときは、前記第３スイッチ回路をオフに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。
【請求項４】
前記蓄電器の充電電圧値を制御する充電電圧制御回路を更に備え、該充電電圧制御回路は、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された第１抵抗と、第３抵抗及び電流増幅回路が直列に接続され、前記蓄電器に並列接続された第２直列回路と、前記充電電圧値を検出する手段とを有し、該手段が検出した充電電圧値の高低に応じて、前記電流増幅回路の増幅率を増減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。
【請求項５】
前記蓄電器の充電電圧値を制御する充電電圧制御回路を更に備え、該充電電圧制御回路は、前記バッテリ及び蓄電器間に接続された第１抵抗と、該第１抵抗及び蓄電器間に接続された第４スイッチ回路と、前記充電電圧値及び所定電圧値を比較する手段とを有し、該手段が充電電圧値の方が高いと判定したときは、前記第４スイッチ回路をオフに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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１３０６４１（Ｐ２０１１−１３０６４１Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８９４９２（Ｐ２００９−２８９４９２）
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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