JP2002118977A - 自動車用電源システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 路線バス等に採用され、アイドリングストッ
プ装置が搭載される車両の中で、始動用バッテリとは別
に汎用バッテリ（サブバッテリ）を有するものにおい
て、簡素な構成をとりつつ、ワンマン機器安定作動が可
能な自動車用電源システムを提供する。 【解決手段】 オルタネータ３と始動用蓄電装置１との
接続点と、汎用バッテリ２との間にダイオード８（アイ
ソレータ）を設けて、スタータ４の始動時に汎用バッテ
リ２からの電流を阻止すると共に、オルタネータ３に具
備される発電巻線３ａ，３ｂ，３ｃから別系統の充電回
路９を設け、ここから汎用バッテリ２を充電する。

Description

【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システ
ムに係り、特にディーゼルエンジンを搭載したバス等に
おいて、停車時にはエンジンを止め発進時にエンジンを
再始動するアイドリングストップ装置を備える自動車用
電源システムの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用電源システムとしては、
特開昭５８−１８２４３４号公報等に開示され、バッテ
リには走行中オルタネータから充電されると共に、エン
ジンの始動用時にはスタータの電源として使用されてい
る。

【０００３】また、停車時にはエンジンを止め発進時に
エンジンを再始動するアイドリングストップ装置は特開
昭５９−３９９６７号公報等で公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】路線バスは市街地を走
行する機会が多く、近年、ディーゼルエンジンの排気ガ
スの地球環境への配慮等で前述の如く、赤信号や停留所
で停車する時にエンジンを停止させ、発進時にスタータ
でエンジンを再始動するアイドリングストップを採用す
る車両が増加しつつある。また、路線バスはワンマン運
転であるため運賃支払いや両替等の機器が附加されてお
り、現金を扱うため電源としてのバッテリは電圧・電流
の安定性は高い質が要求されるが故に、スタータを始動
するための始動用バッテリとは別に汎用バッテリ（サブ
バッテリ）を搭載し、前述のワンマン機器や電装品の電
源は汎用バッテリに接続されている。

【０００５】始動用バッテリと汎用バッテリに各々充電
用オルタネータを搭載する方法もあるが、重量増・エン
ジン負荷・経済性等を鑑みてオルタネータを共用するこ
とが考慮された。この場合エンジン始動時の始動用バッ
テリの電圧変動が汎用バッテリへ影響するのを防止する
必要がある。さらに、アイドリングストップ採用の路線
バス等では、停止回数の増加と走行時間の短縮化、低速
走行頻度の増加、停止時のワンマン機器等の使用電力の
増加等、走行時のバッテリへの充電の効率向上は市場で
の重要な要求項目となっている。

【０００６】本発明は、簡素な構成をとりつつ、アイド
リングストップ搭載用車両において、ワンマン機器安定
作動が可能な自動車用電源システムを提供することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、エンジン始動時にエンジンを回転駆動す
るスタータに電力を供給する始動用蓄電装置と、自動車
搭載機器に電力を供給する汎用バッテリと、エンジンに
駆動され始動用蓄電装置および汎用バッテリに充電する
オルタネータとを備えた自動車用電源システムにおい
て、オルタネータと始動用蓄電装置との接続点と、汎用
バッテリとの間にアイソレータを設けて、スタータの始
動時に汎用バッテリからの電流を阻止すると共に、オル
タネータに具備される発電巻線から別系統の充電回路を
設け、充電回路は整流ダイオードを有して汎用バッテリ
を充電し、汎用バッテリにはアイソレータを介した電圧
よりも高い電圧で充電されることを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、エンジン始動時はスター
タには始動用蓄電装置からのみ電力が供給されアイソレ
ータの存在によって汎用バッテリには始動時には放電が
なく、自動車の走行時ではアイソレータを介した電圧よ
りも高い電圧がオルタネータから別系統の充電回路によ
って汎用バッテリの充電が可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明す
る。

【００１０】図１は本発明の自動車用電源システムの要
部回路構成を示すものであり、ディーゼルエンジンを備
えた路線バスのものである。本システムは、始動用蓄電
装置としての始動用バッテリ１、汎用バッテリ２、オル
タネータ３、スタータ４、運転席にある始動用キースイ
ッチ５、ワンマン運転をするための運賃支払いや両替等
のワンマン機器６、車両灯火・ＡＢＳ機器等その他の車
両電気負荷７、また、アイソレータとしてのダイオード
８、別系統の充電回路９を主要な構成要素としている。
なお、付加的要素としてアイドルストップ装置１０を備
えている。

【００１１】始動用バッテリ１は内部抵抗が小さい鉛蓄
電池であって、その定格電圧は２４Ｖである。始動用バ
ッテリ１は、主にエンジン始動時に大電流を必要とする
スタータ４の電力供給源として、また、車両負荷の電源
として装備される。始動用バッテリ１のマイナス端子は
アースされ、プラス端子はオルタネータ３の直流出力端
子と始動用キースイッチ５及びダイオード８のアノード
端子に接続される。

【００１２】汎用バッテリ２は通常の鉛蓄電池であっ
て、その定格電圧は２４Ｖである。汎用バッテリ２は、
本電源システムを搭載している自動車のワンマン機器６
や車両灯火・ＡＢＳ機器等のその他負荷７に電力を供給
する。汎用バッテリ２のマイナス端子はアースされ、プ
ラス端子はダイオード８のカソード端子及びワンマン機
器６とその他負荷７とアイドルストップ装置１０のプラ
ス側電源端子１０Ｂに接続される。

【００１３】オルタネータ３は、ＩＣ型レギュレータ付
オルタネータ（三相交流発電機）であって、エンジンに
よりロータ（図示せず）が駆動され、励磁巻線３ａによ
って励磁された三相ステータ巻線３ｂ、３ｃ、３ｄに三
相交流が誘起され、これを整流回路３ｅで整流して始動
用バッテリ１および汎用バッテリ２を充電するための直
流を出力している。なお、スター結線された三相ステー
タ巻線３ｂ、３ｃ、３ｄに誘起される電圧は、レギュレ
ータ３ｆが整流回路３ｅの出力電圧値を検出し、予め設
定された閾値と比較して、一端が整流回路３ｅの出力に
接続された励磁巻線３ａの他端に接続されたレギュレー
タ内のトランジスタ３ｇをスイッチングして、励磁巻線
３ａの両端に接続されたフリーホイールダイオード３ｈ
と相まって、励磁巻線３ａの励磁電流が制御されること
によって、整流回路３ｅで三相全波整流されてオルタネ
ータ３の直流出力端子に適正な範囲の電圧が自動的に調
整されて出力される。

【００１４】スタータ４は、通常の自動車用エンジンス
タータであって、スタータ４は、運転席にある始動用キ
ースイッチ５が始動操作が行われている間のみ直流電圧
が印加される端子（ｃ）、この端子（ｃ）に接続され電
磁スイッチの励磁コイルに相当するプルコイル（ｐ）と
ホールドコイル（ｈ）、このプルコイル（ｐ）とホール
ドコイル（ｈ）への通電によって機械的な動作をするロ
ッド４ａ、ロッド４ａの一端に形成される可動接点４
ｂ、可動接点４ｂによって橋絡される２個の固定接点端
子（Ｂ）および（Ｍ）を備えるエンゲージスイッチ４ｃ
を含み、ロッド４ａの他端に連動したレバー４ｄによっ
て突出するピニオン４ｅ、ピニオン４ｅを回転させる直
流モータを構成する界磁巻線４ｆとアーマチュア４ｇを
主構成要素とし、固定接点端子（Ｂ）は始動用バッテリ
１のプラス端子に接続され、固定接点端子（Ｍ）はプル
コイル（ｐ）の一端とアーマチュア４ｇの電機子巻線の
一端に接続され、その他端は界磁巻線４ｆの一端に接続
されると共にその他端はアースされる。

【００１５】ダイオード８は、始動用バッテリ１と汎用
バッテリ２を分離するアイソレータであって、ダイオー
ド８のアノード側端子が始動用バッテリ１のプラス側端
子に接続されると共に、カソード側端子は汎用バッテリ
２のプラス側端子に接続されている。従って、始動用バ
ッテリ１から汎用バッテリ２に電流は流れるが、汎用バ
ッテリ２から始動用バッテリ１への電流は阻止され、エ
ンジンを始動する時に始動用バッテリ１からスタータ４
に大電流が供給されて、始動用バッテリ１の端子電圧が
低下したときでも汎用バッテリ２からは電流が供給され
ないので、汎用バッテリ２の端子電圧を安定化させる作
用を有する。

【００１６】別系統の充電回路９は、オルタネータ３に
おいて、一端がスター結線された三相ステータ巻線３
ｂ、３ｃ、３ｄの他端から別系統で３本の接続線を引き
出して、これを三相交流入力として、３個のプラス側ダ
イオード９ａと３個のマイナス側ダイオード９ｂの三相
全波整流回路で構成されている。この別系統の充電回路
９は、１個のプラス側ダイオード９ａのアノード端子と
１個のマイナス側ダイオード９ｂのカソード端子が接続
されたダイオード群を３対並列接続して構成され、３個
のマイナス側ダイオード９ｂのアノード端子はアースに
接続され、３個のプラス側ダイオード９ａのカソード側
は互いに結線されて直流出力となって、アイソレータと
してのダイオード８のカソード端子に接続されている。

【００１７】アイドルストップ装置１０は、前述のよう
にディーゼルエンジンの排気ガスの地球環境への配慮か
ら、自動車が赤信号や停留所で停車する時にエンジンを
停止させ、発進時にスタータでエンジンを再始動するも
のであり、入力端子１０Ｉから各センサ（図示せず）の
信号に基づいて内部で判断処理され、エンジンの電子ガ
バナ（図示せず）等へエンジン停止の制御出力をする出
力端子１０Ａ、エンジン始動の制御に基づいてプラス側
電源端子１０Ｂの電圧を出力するスタータ端子１０Ｃと
アース端子１０Ｅを有するものである。従って、スター
タ４は始動用キースイッチ５の作動もしくはアイドルス
トップ装置１０のスタータ端子１０Ｃの出力によって、
その動作が開始される。

【００１８】以上のように構成されている本実施例の作
用を説明すると、エンジン始動時には、始動用キースイ
ッチ５の作動、もしくはアイドルストップ装置１０のス
タータ端子１０Ｃの出力によってスタータ４が作動し、
始動用バッテリ１からのみスタータ４に電流が供給され
る。この時、始動用バッテリ１の端子電圧が低下したと
きでも、ダイオード８の逆方向電流阻止の働きにより汎
用バッテリ２からは電流が供給されない。従って、汎用
バッテリ２からは始動時の放電は無く、その端子電圧は
安定している。

【００１９】一方、走行時つまりエンジンが一定以上回
転している時にはオルタネータ３が発電して始動用バッ
テリ１の状態に応じて適正に充電を行う。その際、始動
用バッテリ１の端子電圧と汎用バッテリ２の端子電圧が
ダイオード８の順方向電圧ドロップによって差が生じな
いように、汎用バッテリ２への充電は別系統の充電回路
９の三相全波整流回路から行われる。従って、オルタネ
ータ３が内部の整流回路３ｅを通して始動用バッテリ１
を充電している時の電圧からダイオード８を介した結果
の電圧よりも高い電圧、つまりダイオード８の順方向ド
ロップ電圧分だけ高い電圧が、別系統の充電回路９の三
相全波整流回路から供給されることによって汎用バッテ
リ２に充電される。

【００２０】アイドルストップ装置１０を搭載した路線
バスのように頻繁に停止・発進を繰り返すような自動車
においても、ダイオード８の存在によって汎用バッテリ
２には始動時に放電がなく、走行時においてはダイオー
ド８の順方向ドロップ電圧が影響するような低速運転で
も、オルタネータ３から別系統の充電回路９によって汎
用バッテリ２が充電されるので、充放電の収支のアンバ
ランスを生じることがなく、停車時にもワンマン機器６
の作動が安定すると共に、汎用バッテリ２の長寿命化が
期待できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、エンジン始動時にエンジンを
回転駆動するスタータに電力を供給する始動用蓄電装置
と、自動車搭載機器に電力を供給する汎用バッテリと、
エンジンに駆動され始動用蓄電装置および汎用バッテリ
に充電するオルタネータとを備えた自動車用電源システ
ムにおいて、オルタネータと始動用蓄電装置との接続点
と、汎用バッテリとの間にアイソレータを設けて、スタ
ータの始動時に汎用バッテリからの電流を阻止すると共
に、オルタネータに具備される発電巻線から別系統の充
電回路を設け、充電回路は整流ダイオードを有して汎用
バッテリを充電し、汎用バッテリにはアイソレータを介
した電圧よりも高い電圧で充電する技術手段を備えたの
で、頻繁にエンジン始動と停止を繰り返しても、汎用バ
ッテリの充電が短時間で行うことができ、停止時でも安
定した電圧を確保することができると共に、汎用バッテ
リの長寿命化を図ることが可能になる。また、停止時に
はアイソレータによって始動用蓄電装置から自動車搭載
機器の電気負荷に電流が流れないのでエンジンの再始動
が不能になることを防止する効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動車用電源システムの要部回路構成
図である。

【符号の説明】

１・・・始動用バッテリ ２・・・汎用バッテリ ３・・・オルタネータ ３ｂ，３ｃ，３ｄ・・・発電巻線 ４・・・スタータ ６・・・ワンマン機器 ７・・・車両電気負荷 ８・・・ダイオード（アイソレータ） ９・・・充電回路 ９ａ，９ｂ・・・整流ダイオード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン始動時に該エンジンを回転駆動
   するスタータに電力を供給する始動用蓄電装置と、自動
   車搭載機器に電力を供給する汎用バッテリと、前記エン
   ジンに駆動され前記始動用蓄電装置および前記汎用バッ
   テリに充電するオルタネータとを備えた自動車用電源シ
   ステムにおいて、前記オルタネータと前記始動用蓄電装
   置との接続点と、前記汎用バッテリとの間にアイソレー
   タを設けて、前記スタータの始動時に前記汎用バッテリ
   からの電流を阻止すると共に、前記オルタネータに具備
   される発電巻線から別系統の充電回路を設け、該充電回
   路は整流ダイオードを有して前記汎用バッテリを充電
   し、該汎用バッテリには前記アイソレータを介した電圧
   よりも高い電圧で充電されることを特徴とする自動車用
   電源システム。
2. 【請求項２】 前記アイソレータはダイオードで構成さ
   れ、該ダイオードのアノード側端子が前記始動用蓄電装
   置のプラス側端子に接続されると共にカソード側端子が
   前記汎用バッテリのプラス側端子に接続されることを特
   徴とする請求項１に記載の自動車用電源システム。