(57)【要約】【課題】電子制御ブレーキの作動による補機バッテリ電圧の低下の影響を緩和する。【解決手段】車両の電源装置は、走行用バッテリと、電子制御ブレーキを含む各補機へ電力を供給するための、前記走行用バッテリよりも低電圧の補機バッテリと、前記走行用バッテリの出力を降圧して前記補機バッテリへ供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータと、前記電子制御ブレーキのブレーキ踏み込み量又は踏み込み速度又はその両方の組合せがあらかじめ定められた条件を満たす場合に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに対し、前記補機バッテリに対する供給電力を増加させる指示を行う補機電力供給制御手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用バッテリと、
電子制御ブレーキを含む補機系へ電力を供給するための、前記走行用バッテリよりも低電圧の補機バッテリと、
前記走行用バッテリの出力を降圧して前記補機バッテリへ供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記電子制御ブレーキのブレーキ踏み込み量又は踏み込み速度又はその両方の組合せがあらかじめ定められた条件を満たす場合に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに対し、前記補機バッテリに対する供給電力を増加させる指示を行う補機電力供給制御手段と、
を備える車両の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電源装置に関し、特に走行用バッテリから補機バッテリへの電力供給制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンに代えてあるいは加えて、走行用モータを搭載した電気自動車あるいはハイブリッド自動車が開発され、実用化されている。このような電気自動車やハイブリッド自動車は、走行用モータへの駆動電力を出力する走行用バッテリ電源を備えている。この走行用バッテリ電源は、例えば複数のバッテリを直列に接続したもので、モータ駆動に必要な２００〜３００ボルトの高電圧を出力する。
【０００３】
また、このような電気自動車やハイブリッド自動車であっても、従来の自動車（エンジンのみを搭載した自動車）には、電力を必要とする機器として、電装機器（コントローラ、ランプ、エアコンディショナ、ワイパー、オーディオ等）の補機類がある。このような補機類に電力を供給するために、走行用バッテリ電源とは別個に補機バッテリ電源が設けられ、この補機バッテリ電源によって補機類への電力供給が行なわれる。補機バッテリ電源は、１２ボルト電圧を出力するもので、比較的に小容量のものが用いられる。
【０００４】
そして、上述した走行用バッテリ電源を搭載した自動車においては、この補機バッテリ電源を搭載したことに伴い、この補機バッテリ電源を充電するためのＤＣ／ＤＣコンバータが搭載され、電気自動車やハイブリッド自動車の作動中、走行用バッテリ電源の電力がＤＣ／ＤＣコンバータによってその電圧を変圧（降圧）されて、変圧された電力により補機バッテリ電源が充電される。これにより、補機バッテリ電源のいわゆるバッテリ上がりが防止される。
【０００５】
ここで、近年、自動車に搭載される部品の電子化は進む傾向にあり、電子制御ブレーキ（ＥＣＢ：Electronic Controlled Brake）のように、「止まる」という車両の基本動作にまで電子化が進んでいる。このような車両の基本動作に関連するＥＣＢへの電力供給の停止は発生してはならない。ＥＣＢに対する電力供給は、一般に補機バッテリ電源から行われている。ＥＣＢは補機系負荷の中でも最も大きな負荷の一つであり、ＥＣＢが高負荷になると補機バッテリの出力電圧が著しく低下し、他の補機（ヘッドラップやルームランプ等）に供給される電圧が低くなる。
【０００６】
従来のＤＣ／ＤＣコンバータ制御では、補機バッテリの出力電圧が閾値以下まで降下したことを検知すると、ＤＣ／ＤＣコンバータに対し、補機バッテリへの供給電力を増大させる指示を行っていた。
【０００７】
また、特許文献１には、補機バッテリの出力電圧が、ＥＣＢの動作可能な最低電圧より低くなると走行用バッテリの一部からＥＣＢに対して電力供給を行うという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２７１０７８号公報（特に段落００４２〜００４４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電子制御ブレーキが高負荷で動作している場合、補機バッテリの出力電圧が閾値以下まで低下したのを検知してから補機バッテリへの供給電力増加等の対策制御を行っていたのでは、間に合わない可能性があった。すなわち、そのような対策制御の効果が現れるのにはある程度の時間を要するが、その間に電子制御ブレーキの高負荷により補機バッテリの出力電圧が閾値から更に大きく低下する場合があった。このような場合、補機系の動作が不安定になったり、補機系負荷の出力制限を行う必要が出てきたりしていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、走行用バッテリと、電子制御ブレーキを含む補機系へ電力を供給するための、前記走行用バッテリよりも低電圧の補機バッテリと、前記走行用バッテリの出力を降圧して前記補機バッテリへ供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータと、前記電子制御ブレーキのブレーキ踏み込み量又は踏み込み速度又はその両方の組合せがあらかじめ定められた条件を満たす場合に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに対し、前記補機バッテリに対する供給電力を増加させる指示を行う補機電力供給制御手段と、を備える車両の電源装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、電子制御ブレーキに対する直接の制御入力であるブレーキ踏み込み量又はブレーキ踏み込み速度に基づき、ＤＣ／ＤＣコンバータから補機バッテリへの供給電力の増加制御の要否を判定される。したがって、補機バッテリへの供給電力を増加させるべき場合を、補機バッテリの出力電圧に基づいて判定する場合よりも素早く判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る車両の電源装置の概略構成の例を示す図である。
【図２】ブレーキペダルが踏み込まれたときの、ブレーキペダルストローク（踏み込み量）、ＥＣＢ消費電力、補機バッテリ電圧、ＤＣ／ＤＣコンバータ出力の時間変化の例を、（補機バッテリ出力電圧に基づく）従来制御の場合と、実施の形態の制御の場合とについて示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、図１を参照して、この実施の形態に係る車両の電源装置の概略構成を説明する。
【００１４】
図１に示すように、この装置は、車両の走行用モータ（図示省略）に電力を供給するための走行用バッテリ１０と、補機バッテリ１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４と、ＥＣＢ１６と、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)１８とを備えている。
走行用バッテリ１０は、例えば１２ボルト程度の出力電圧のバッテリモジュールを多数直接に接続した高電圧（２００〜３００ボルト）の電源である。この走行用バッテリ１０から、例えばインバータを介して走行用モータに電力が供給される。
【００１５】
補機バッテリ１２は、ランプ、エアコンディショナ、ワイパー、オーディオ等の補機類（図示省略）に対して電力供給を行う。ＥＣＢ（電子制御ブレーキシステム）１６も、補機バッテリ１２から電力供給を受けて作動する。補機バッテリ１２は、走行用バッテリ１０よりも出力電圧が低い（例えば１２ボルト）。
【００１６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、入力される直流電力を変圧して別の電圧の直流電力を出力するコンバータである。走行用バッテリ１０と補機バッテリ１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介して電気的に接続されている。例えば車両の走行中に、走行用バッテリ１０の電力がＤＣ／ＤＣコンバータ１４によって降圧されて、降圧された電力により補機バッテリ１２が充電される。
【００１７】
ＥＣＢ１６は、ブレーキペダルのストローク（踏み込み量）や踏み込み速度に応じて、前後輪に対するブレーキ力を電子制御する。
【００１８】
ＥＣＵ１８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４及びＥＣＢ１６等のデバイス・システムを制御する。ＥＣＵ１８には、ＥＣＢ１６からブレークペダルのストローク又は踏み込み速度（又はそれらの両方）の信号を受け取り、その信号に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御する機能を備える
【００１９】
次に、図２を参照して、従来技術の制御と比較しながらこの実施の形態の電源制御について説明する。
【００２０】
図２には、ブレーキペダルが踏み込まれたときの、ブレーキペダルストローク（踏み込み量）、ＥＣＢ消費電力、補機バッテリ電圧、ＤＣ／ＤＣコンバータ出力の時間変化のグラフを、従来技術の場合（実線で表示）とこの実施の形態の場合（点線で表示）について例示した。なお、図２では、従来技術の場合とこの実施の形態の場合とで同じ値となる部分は、実線で表示されている。また、図２は、補機バッテリの出力に対するブレーキの影響を考察するためのものであり、ＥＣＢ以外の補機の負荷は一定として考察している。
【００２１】
図２の例では、グラフ（ａ）に示されるように、運転者は時刻ｔ1からｔ2までの間にブレーキペダルをストローク０から１００％まで一定の速さで踏み込み、その後１００％のストロークを維持している。
【００２２】
ＥＣＢ１６は、ブレーキペダルのストロークに応じて、車輪に対するブレーキ力等を制御するが、その制御においてブレーキパッドの押圧などのために電力が消費される。したがって、ＥＣＢ１６の消費電力は、ブレーキペダルのストロークに若干遅れて追従することになり、その時間変化はグラフ（ｂ）に示すようなものとなる。
【００２３】
一方、補機バッテリ１２の出力電圧は、ブレーキペダルが踏み込まれると、ＥＣＢ１６の電力消費により低下し始める。従来技術の制御では、図２のグラフ（ｃ）に実線で示すように、この補機バッテリの出力電圧が閾値ＯT以下になった時刻ｔ3から、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に対して補機バッテリ１２への供給電力を増大させるよう指示していた。図示例では、グラフ（ｄ）に実線で示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力（すなわち補機バッテリへの供給電力）を時刻ｔ3以降一定のレートで増加させ、出力が上限値に達した以降はその出力を維持するように制御していた。
【００２４】
ここで、グラフ（ｃ）に実線で示すように、時刻ｔ3にてＤＣ／ＤＣコンバータ１４に出力増大を指示しても、補機バッテリ１２の出力電圧はその後時刻ｔ4までは低下し、出力増大の効果により時刻ｔ5になって初めて初期の電圧に戻る。したがって、時刻ｔ1からｔ5までは補機バッテリ１２の出力電圧は初期の電圧より低い状態であり、特に時刻ｔ4近傍では閾値ＯTよりも低い状態となっている。
【００２５】
これに対し、この実施の形態の制御では、ＥＣＵ１８は、図２のグラフ（ａ）に示すように、ＥＣＢ１６から入力されるブレーキペダルのストローク（踏み込み量。例えば限界まで踏み込んだ場合の踏み込み量を１００％とするパーセンテージで表す）を表す信号が閾値ＳT以上となった時刻ｔ6の時点で、補機でバッテリ電圧が閾値ＯTまで低下していなくても、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に対して出力（補機バッテリ１２への供給電力）増大のための指示を開始する。この例では、時刻ｔ6以降のＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力増大のパターンは、グラフ（ｄ）に破線で示すように、従来制御と同様出力の上限値まで一定のレートで増大するというものである（ただし、もちろんこれは一例に過ぎない）。
【００２６】
なお、ブレーキストロークの閾値ＳTは、実験などを行って定めておけばよい。例えば、ストロークがＳTに達した時点からＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力を増大させれば、その後そのときの踏み込み速度でブレーキが踏み込まれ続け（もちろん踏み込み量が限界値に達したら限界値を維持）ても、補機バッテリ電圧が閾値ＯTまで下がらないようになるようなストローク量ＳTを実験などで求め、閾値とすればよい。
【００２７】
このような制御によれば、グラフ（ｃ）に破線で示すように、補機バッテリ１２の出力電圧は、時刻ｔ6からｔ7までは一時的に低下するが、その後供給電力の増大の効果により初期の電圧近傍まですみやかに戻る。従来技術における補機バッテリ電圧の挙動を示す実線のグラフと比較すれば分かるように、この実施の形態によれば、ブレーキ踏み込みによる補機バッテリ１２の出力電圧の落ち込みは従来よりも小さくなり、出力電圧が従来技術における閾値ＯTを下回る期間をなくすことも可能となる。
【００２８】
このように、この実施の形態によれば、ブレーキペダルの踏み込み量に基づきＤＣ／ＤＣコンバータ１４の補機バッテリ１２への出力を制御することで、補機バッテリの出力電圧が閾値ＯT以下に降下するよりも前に、補機バッテリ１２への電力供給を増大させることができる。すなわち、ブレーキペダルのストロークという制御入力に対する制御結果である補機バッテリ１２の出力電圧を監視する代わりに、その原因であるブレーキペダルストロークを監視することで、補機バッテリ電圧低下の可能性をより素早く検知し、それに対する対応を取ることができる。したがって、補機系電圧の降下が従来よりも抑制され、電圧降下による補機系の不安定さなどが解消される。
【００２９】
以上の例では、ブレーキペダルのストロークを監視して補機バッテリ１２への電力供給増大の要否を判定したが、これは一例に過ぎない。ＥＣＢから得られるブレーキの状態を示すパラメータには、他にも例えば踏み込み速度があり、この踏み込み速度に基づき補機バッテリ１２への電力供給増大の要否を判定してもよい。
【００３０】
例えば、ブレーキの踏み込み速度は、ブレーキペダルのストロークの時間微分として定義される。ＥＣＵ１８は、この踏み込み速度を示す信号をＥＣＢ１６から受け取るか、或いはＥＣＢ１６からブレーキペダルのストロークを示す信号を受け取ってそれを時間微分することで踏み込み速度を求める。そして、その踏み込み速度があらかじめ定められた閾値ｖT以上（例えば秒速１００％（すなわちブレーキが１秒間に限界まで踏み込まれるときの速度））であれば、ＥＣＵ１８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に対して補機バッテリ１２への出力増大を指示する。
【００３１】
ブレーキの踏み込み速度が大きいほど、ブレーキによる消費電力の増大速度も速くなるので、踏み込み速度を監視することで、ブレーキによる消費電力の増大を早めに予測することができる。したがって、ブレーキの踏み込み速度があらかじめ定めた閾値ｖT以上になった時点で、補機バッテリ１２への供給電力を高めることで、補機バッテリ電圧が閾値ＯTまで下がらないようにすることができる。なお、閾値ｖTは、実験などによりさだめればよい。例えば、踏み込み速度がｖTに達した時点からＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力を増大させれば、その後その踏み込み速度ｖTでブレーキが踏み込まれ続け（もちろん踏み込み量が限界値に達したら限界値を維持）ても、補機バッテリ電圧が閾値ＯTまで下がらないようになるような値ｖTを実験などで求め、これを閾値とすればよい。
【００３２】
また、ストロークと踏み込み速度の両方を条件として、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に対して補機バッテリ１２への出力増大を指示するタイミングを判定してもよい。例えば、ストロークが５０％以上、かつ、踏み込み速度が２００％毎秒であることを検知した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に対して補機バッテリ１２への出力増大を指示するなどである。
【符号の説明】
【００３３】
走行用バッテリ１０、補機バッテリ１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、ＥＣＢ（電子制御ブレーキ）１６、ＥＣＵ  １８。
【図１】
2010213456.tif 000003
【図２】
2010213456.tif 000004