(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された二次電池から車載機器へ電源を供給する車載電源装置において、
前記車載機器を該車載機器の属性に応じて分類し、前記車載機器へ供給される電圧が第１設定値以下になった場合に、分類された前記属性に応じて選択された前記車載機器へ供給される電源電圧の低下を抑制して補償する電圧補償手段と、
前記車載機器へ供給される電圧が前記第１設定値よりも小さい第２設定値以下になった場合に、前記二次電池とは別の他の二次電池の電力を、分類された前記属性に応じて選択された前記車載機器に対して供給する無停電電源手段と、
を有することを特徴とする車載電源装置。
【請求項２】
前記電圧補償手段は、前記車載機器へ供給される電圧が前記第１設定値よりも大きい第３設定値以上になった場合に、前記車載機器に供給される電源電圧の上昇を抑制して補償することを特徴とする請求項１に記載の車載電源装置。
【請求項３】
車両に搭載された二次電池から車載機器へ電源を供給する車載電源装置において、
前記車載機器へ供給される電圧が第１設定値以下になった場合に、前記車載機器へ供給される電源電圧の低下を抑制して補償する電圧補償手段と、
前記車載機器へ供給される電圧が前記第１設定値よりも小さい第２設定値以下になった場合に、前記二次電池とは別の他の二次電池の電力を、前記車載機器のうちの一部に対して供給する無停電電源手段と、を有し、
前記電圧補償手段は、前記車載機器へ供給される電圧が前記第２設定値以下になった場合には、動作を停止することを特徴とする車載電源装置。
【請求項４】
前記電圧補償手段または前記無停電電源手段からの電力が供給されていない場合に、前記二次電池からの電力を前記車載機器に供給するための電源供給ラインを更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車載電源装置。
【請求項５】
前記電圧補償手段が動作していない場合に、前記電圧補償手段をバイパスして電力を前記車載機器に供給するバイパス手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車載電源装置。
【請求項６】
前記無停電電源手段は、前記他の二次電池の充電状態が所定の値以上である場合には、前記車載機器への電力を供給するとともに、前記二次電池を充電するためのオルタネータの駆動を停止するか、または、発電量を減少させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車載電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載されている電気負荷である車載機器には、鉛蓄電池等の二次電池から、または、オルタネータからの電力が供給されることが一般的である。車載機器の中には、例えば、ステアリングモータのように車両の走行状態等に応じて消費電力が変化するものが存在することから、車両の走行状態によって二次電池の電圧が変動し、車載機器の動作が不安定になる場合がある。
【０００３】
そこで、従来においては、例えば、二次電池から出力される電力を昇圧回路装置を介して車載機器に供給するとともに、車両の状態に応じて昇圧の目標電圧を調整する技術が提案されている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１５０１０号公報
【特許文献２】特開２００９−２４８７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来においては、二次電池の電圧が大幅に低下し、昇圧回路装置の最低作動電圧を下回った場合には、昇圧制御が不能になるため正常な電圧の範囲に収めることができないという問題点がある。また、そのような場合、特に、安全性を確保するために必要な車載機器に対しても適正な電圧が供給されず、安全性を担保することが困難になるという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明は、二次電池の電圧変動が生じた場合であっても、車載機器に対して適正な電圧を供給可能な車載電源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、車両に搭載された二次電池から車載機器へ電源を供給する車載電源装置において、前記車載機器を該車載機器の属性に応じて分類し、前記車載機器へ供給される電圧が第１設定値以下になった場合に、分類された前記属性に応じて選択された前記車載機器へ供給される電源電圧の低下を抑制して補償する電圧補償手段と、前記車載機器へ供給される電圧が前記第１設定値よりも小さい第２設定値以下になった場合に、前記二次電池とは別の他の二次電池の電力を、分類された前記属性に応じて選択された前記車載機器に対して供給する無停電電源手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、二次電池の電圧変動が生じた場合であっても、車載機器に対して適正な電圧を供給することが可能となる。また、第１設定値以下になった場合と第２設定値以下になった場合に、電圧を補償する車載機器を属性に応じて選択するので、限れられた電力を重要性が高い車載機器に優先的に供給することができる。
【０００８】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記電圧補償手段は、前記車載機器へ供給される電圧が前記第１設定値よりも大きい第３設定値以上になった場合に、前記車載機器に供給される電源電圧の上昇を抑制して補償することを特徴とする。
このような構成によれば、例えば、回生発電によって通常よりも大きい電圧が車載機器に印加されることを防止できる。
【０００９】
また、本発明は、車両に搭載された二次電池から車載機器へ電源を供給する車載電源装置において、前記車載機器へ供給される電圧が第１設定値以下になった場合に、前記車載機器へ供給される電源電圧の低下を抑制して補償する電圧補償手段と、前記車載機器へ供給される電圧が前記第１設定値よりも小さい第２設定値以下になった場合に、前記二次電池とは別の他の二次電池の電力を、前記車載機器のうちの一部に対して供給する無停電電源手段と、を有し、前記電圧補償手段は、前記車載機器へ供給される電圧が前記第２設定値以下になった場合には、動作を停止することを特徴とする。
このような構成によれば、電圧補償手段が動作を停止することにより、電力の消費を抑えることができる。
【００１０】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記電圧補償手段または前記無停電電源手段からの電力が供給されていない場合に、前記二次電池からの電力を前記車載機器に供給するための電源供給ラインを更に有することを特徴とする。
このような構成によれば、電源供給ラインを二重化することにより、例えば、断線等によって電力が供給されなくなるリスクを低減することができる。
【００１１】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記電圧補償手段が動作していない場合に、前記電圧補償手段をバイパスして電力を前記車載機器に供給するバイパス手段を有することを特徴とする。
このような構成によれば、電圧補償手段をバイパスすることにより、電力の消費を抑えることが可能になる。
【００１２】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記無停電電源手段は、前記他の二次電池の充電状態が所定の値以上である場合には、前記車載機器への電力を供給するとともに、前記二次電池を充電するためのオルタネータの駆動を停止するか、または、発電量を減少させることを特徴とする。
このような構成によれば、オルタネータの駆動を停止するか、または、発電量を減少させることにより、エンジンにかかる負荷を軽減して燃費を改善することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、二次電池の電圧変動が生じた場合であっても、車載機器に対して適正な電圧を供給可能な車載電源装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る車載電源装置の構成例を示す図である。
【図２】図１に示す車載電源装置の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図３】高品質電気負荷と超高品質電気負荷の一例を示す図である。
【図４】各負荷に対して補償される電圧の一例を示す図である。
【図５】各動作モード時における電圧の変化を示す図である。
【図６】大電力負荷動作モードにおける動作を示す図である。
【図７】主電源系統異常モードにおける動作を示す図である。
【図８】エネルギ回生発電モードにおける動作を示す図である。
【図９】図１に示す実施形態において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の他の実施形態を説明するための図である。
【図１１】図１０の詳細な構成例を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施形態を説明するための図である。
【図１３】本発明の他の実施形態の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
（Ａ）実施形態の構成の説明
図１は、本発明の実施形態に係る車載電源装置の構成例を示す図である。この図１において、オルタネータ１は、例えば、レシプロエンジンまたはロータリーエンジン等の原動機によって駆動されて電力を発生し、二次電池４を充電する。配電部２は、例えば、電磁式リレーまたはヒューズ等の保護部品３を内蔵しており、オルタネータ１と二次電池４を接続する。
【００１７】
二次電池４は、例えば、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、または、リチウムイオン電池等によって構成され、オルタネータ１によって発生された電力によって充電されるとともに、充電された電力を車載電源装置１０および負荷に供給する。オルタネータ系電源線路５は、オルタネータ１と配電部２を接続する線路である。二次電池系電源線路６は、配電部２と二次電池４を接続する線路である。
【００１８】
車載電源装置１０は、電源品質検出部１１、電圧補償部１２、無停電電源部１３、および、電力補償制御部１４を主要な構成要素とし、二次電池系電源線路６からの電力が供給され、高品質電気負荷３０および超高品質電気負荷４０に対して電力を供給する。
【００１９】
図２は、図１に示す車載電源装置１０の詳細な構成例を示している。この図に示すように、車載電源装置１０は、電源品質検出部１１、電圧補償部１２、無停電電源部１３、電力補償制御部１４、ＳＷ１ａ〜ＳＷ１ｃ、ＳＷ２ａ〜ＳＷ２ｃ、および、ＳＷ３を有している。
【００２０】
ここで、電源品質検出部１１は、二次電池系電源線路６に接続され、電気負荷に供給される電圧を検出し、電力補償制御部１４に検出結果を通知する。電圧補償部１２は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータによって構成され、電力補償制御部１４の制御に応じて、二次電池系電源線路６から供給される電圧が所定の電圧になるように調整した後、ＳＷ１ａ〜ＳＷ１ｃ、ＳＷ２ａ〜ＳＷ２ｃ、および、ＳＷ３に供給する。
【００２１】
無停電電源部１３は、二次電池４とは別の二次電池１３ａを有しており、この二次電池１３ａに蓄えられている電力をＳＷ３を介して各部に供給する。なお、二次電池１３ａは、例えば、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、または、リチウムイオン電池等によって構成され、オルタネータ１によって発生された電力によって充電される。二次電池１３ａは、二次電池４とは別の独立した電池であり、二次電池４と略同じ出力電圧を有するとともに、二次電池４の１／１０〜１／２程度の容量を有している。具体的には、二次電池４が５０Ａｈ程度である場合、５〜２５Ａｈ程度の容量を有するものを使用することができる。二次電池１３ａは、二次電池４がエンジンルーム内に配置されているのに対して、例えば、ラゲッジルーム内、または、車両の中央付近に配置されている。
【００２２】
電力補償制御部１４は、例えば、中央演算処理装置、および、半導体メモリ等によって構成され、電源品質検出部１１、ＩＧ（Ignition）信号、ＡＣＣ（Accessory）信号、および、車両状態信号等に基づいて電圧補償部１２、無停電電源部１３、ＳＷ１ａ〜ＳＷ１ｃ、ＳＷ２ａ〜ＳＷ２ｃ、および、ＳＷ３を制御する。
【００２３】
ＳＷ１ａ〜ＳＷ１ｃ，ＳＷ２ａ〜ＳＷ２ｃ，ＳＷ３は、電磁式リレーまたは半導体スイッチによって構成され、電力補償制御部１４によってオンまたはオフの状態に制御される。ＳＷ１ａ〜ＳＷ１ｃがオンの状態にされると、電圧補償部１２から出力される電力が高品質電気負荷３０に供給される。ＳＷ２ａ〜ＳＷ２ｃがオンの状態にされると、電圧補償部１２またはＳＷ３がオンの状態で無停電電源部１３から出力される電力が超高品質電気負荷４０に供給される。
【００２４】
図１に戻る。車載機器としての標準品質電気負荷２０は、例えば、パワーシート、エアーコンディショナー、ワイパモータ、および、デフォッガヒータ等によって構成される。同じく車載機器としての標準品質電気負荷２１は、前照灯、ブレーキ灯、ブレーキライト、および、ハザードライト等によって構成される。標準品質電気負荷２０は、オルタネータ系電源線路５から電力が供給され、一方、標準品質電気負荷２１は、二次電池系電源線路６から電力が供給される。
【００２５】
車載機器としての高品質電気負荷３０は、標準品質電気負荷２０，２１よりも品質の高い電力を必要とする負荷である。同じく車載機器としての超高品質電気負荷４０は、高品質電気負荷３０よりもさらに品質の高い電力を必要とする負荷である。図３は高品質電気負荷と超高品質電気負荷の詳細な例を示す図である。この例では、分野としてシャーシ系、ボディ系、マルチメディア系、安全系、および、電源系に分類されている。なお、この図において黒丸は電源の供給元を示している。ここで、シャーシ系には、電子制御ブレーキ、電動パワーステアリング、および、トランスミッションが属しており、電子制御ブレーキには電圧補償部１２および無停電電源部１３から電力が供給され、電動パワーステアリングおよびトランスミッションには電圧補償部１２から電力が供給される。ボディ系には、ドアロック、パワーウィンドウ、エアコンコンプレッサ、および、メータが属しており、ドアロックおよびパワーウィンドウには電圧補償部１２および無停電電源部１３から電力が供給され、エアコンコンプレッサおよびメータには電圧補償部１２から電力が供給される。マルチメディア系にはオーディオが属しており、電圧補償部１２から電力が供給される。安全系には、事故発生時等における緊急通報を行うための緊急通報装置およびエアバックが属しており、無停電電源部１３から電力が供給される。電源系には、電源制御装置が属しており、無停電電源部１３から電力が供給される。
【００２６】
なお、図２の例では、無停電電源部１３はＳＷ３を介して電気負荷に接続されるようにしているが、図３に示す緊急通報装置およびエアバックについては、無停電電源部１３に直接接続することが好適である。
【００２７】
（Ｂ）実施形態の動作の説明
つぎに、実施形態の動作について説明する。図４は本実施形態の動作の概要を説明するための図であり、各動作モードにおいて補償される電圧を示している。また、図５は各動作モードにおける電圧の変化を示す図である。ここで、大電力負荷動作モードは、大電力が消費される、例えば、スタータモータが回転されるときの動作モードである。図５に示すように、大電力負荷動作モードでは、二次電池系電源線路６の電圧は、通常動作時の１３．５Ｖから１０Ｖを切る程度まで低下し、エンジンの始動とともに回復する。このような動作モードでは、超高品質電気負荷４０には電圧補償部１２からの第１電圧（例えば、１２Ｖ）が供給され、高品質電気負荷３０には同じく電圧補償部１２から第１電圧が供給され、標準品質電気負荷２０，２１に対しては電圧の補償がされない。
【００２８】
主電源系統異常モードは、例えば、オルタネータ１、二次電池４、または、電源線路が故障した場合の動作モードである。図５に示すように、主電源系統異常モードでは、二次電池系電源線路６の電圧が通常動作時の１３．５Ｖから６Ｖ以下に低下する。このような動作モードでは、超高品質電気負荷４０には無停電電源部１３からの第１電圧が補償され、高品質電気負荷３０および標準品質電気負荷２０，２１に対しては電圧の補償がされない。
【００２９】
エネルギ回生発電モードは、オルタネータ１の出力電圧を調整することで、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換して二次電池４に蓄えたり、エンジンの負荷を低減して燃費を向上させたりする動作モードである。図５に示すように、エネルギ回生発電モードでは、オルタネータ１の出力電圧に応じて二次電池系電源線路６の電圧が１３．５Ｖ以上に上昇したり、１２Ｖ以下に下降したりする。このような動作モードでは、超高品質電気負荷４０には電圧補償部１２からの第１電圧が供給され、高品質電気負荷３０には同じく電圧補償部１２から第１電圧が供給され、標準品質電気負荷２０，２１に対しては電圧の補償がされない。
【００３０】
このように負荷の属性に応じて補償する電圧を定めることにより、例えば、電子制御ブレーキに対してはどのような場合であっても第１電圧の供給が補償されるので、安全性を確保することができる。一方、電動パワーステアリングについては、電圧補償部１２のみからの電力を供給しているが、これは、電動パワーステアリングは、電気モータによってステアリング操作をアシストすることから、電力が供給されない場合でもステアリング操作自体は可能であるため、電圧補償部１２のみから電力を供給している。また、電動パワーステアリングは消費電力が大きいため、無停電電源部１３から電力を供給すると、二次電池４に比較して容量が小さい二次電池１３ａの電力を消費してしまうため、電圧補償部１２のみから電力を供給している。
【００３１】
また、ドアロックおよびパワーウィンドウは、非常時にドアおよび窓の開閉ができなくなることを防止するために、電圧補償部１２と無停電電源部１３の双方から電力が供給される。さらに、緊急通報装置およびエアバックについては、無停電電源部１３から常に電力が供給される。これらの装置については、事故発生時であっても確実に動作することが必要とされるため、前述したように車両の中央付近等のように、衝突等の衝撃によっても破壊され難い位置に配置されている二次電池１３ａから電力が供給される。
【００３２】
このように、負荷をその属性に応じて分類し、分類された負荷の属性に応じた電圧を補償するようにしたので、二次電池４の電圧が変動した場合や、事故等の不測の事態が発生した場合であっても、それぞれの負荷に応じた適正な電圧を供給することができる。
【００３３】
つぎに、図６〜８を参照して、本実施形態の詳細な動作について説明する。図６は大電力負荷動作モードの動作を説明するための図である。この図６の例では、時刻ｔ１において、大電力システムであるスタータモータがオンの状態にされ（図６（Ｃ）参照）、エンジンが再始動される。なお、このとき、ＳＷ１ａ〜ＳＷ１ｃおよびＳＷ２ａ〜ＳＷ２ｃはオンの状態とされ（図６（Ａ），（Ｂ）参照）、また、ＳＷ３はオフの状態とされている。時刻ｔ１においてスタータモータが回転されると、図５の左端に示すように二次電池系電源線路６の電圧が下降する。二次電池系電源線路６の電圧は、通常時は１３．５Ｖ程度であるが、スタータモータの回転により、第１設定値である１２Ｖ以下になる。二次電池系電源線路６の電圧が１２Ｖ以下になると、時刻ｔ２において電源品質検出部１１がこれを検出し（図６（Ｄ）参照）、電力補償制御部１４に通知する。
【００３４】
電力補償制御部１４は、二次電池系電源線路６の電圧が第１設定値以下になった場合には、電圧補償部１２を作動させる（図６（Ｅ）参照）。電圧補償部１２は、二次電池系電源線路６から供給される電圧が目標値である第１設定値（この例では１２Ｖ）になるように制御する。その結果、ポイントＡ（図２参照）の電圧は、図６（Ｆ）に示すように、大電力システムが作動開始時には、通常の電圧である第３設定値（この例では１３．５Ｖ）から下降する。そして、電圧が第１設定値以下になると、電圧補償部１２が作動し、ポイントＡの電圧は第１設定値に保持される。このとき、ＳＷ１ａ〜ＳＷ１ｃおよびＳＷ２ａ〜ＳＷ２ｃはオンの状態とされ、また、ＳＷ３はオフの状態とされているので、高品質電気負荷３０および超高品質電気負荷４０には電圧補償部１２によって電圧が補償された電力が供給される。そして、時刻ｔ３において、大電力システムの動作が停止されると、二次電池系電源線路６の電圧が第１設定値を上回るので、電源品質検出部１１は第１設定値を上回ったことを電力補償制御部１４に通知し、電力補償制御部１４は時刻ｔ３において電圧補償部１２の動作を停止させる。その結果、ポイントＡの電圧は第３設定値に復元する。
【００３５】
以上の動作により、例えば、スタータモータに大電流が通じて、二次電池系電源線路６の電圧が低下した場合であっても、高品質電気負荷３０および超高品質電気負荷４０に印加される電圧が第１設定値以下になることを防止できる。
【００３６】
つぎに、図７を参照して主電源系統異常モードの動作について説明する。この図７では、時刻ｔ４において、主電源系統に異常が発生している（図７（Ｃ）参照）。なお、このとき、ＳＷ１ａ〜ＳＷ１ｃおよびＳＷ２ａ〜ＳＷ２ｃはオンの状態とされ（図７（Ａ），（Ｂ）参照）、また、ＳＷ３はオフの状態とされる。時刻ｔ４において主電源系統に異常が発生すると、図７（Ｇ）に示すように、ポイントＢ（図２参照）の電圧が降下し、時刻ｔ５において電源品質検出部１１が二次電池系電源線路６の電圧が第２設定値以下になったと判定し、電力補償制御部１４に通知する。電力補償制御部１４は、ＳＷ１ａ〜ＳＷ１ｃをオフの状態にし（図７（Ａ）参照）、高品質電気負荷３０への電力の供給を停止する。つぎに、電力補償制御部１４は、ＳＷ３をオンの状態にし（図７（Ｅ）参照）、無停電電源部１３を作動させる（図７（Ｆ）参照）。また、ＳＷ２ａ〜ＳＷ２ｃおよびＳＷ３がオンの状態にされるので、無停電電源部１３から超高品質電気負荷４０への電力の供給が開始される。なお、無停電電源部１３の出力電圧は第１設定値に設定されているので、超高品質電気負荷４０へは第１設定値（この例では１２Ｖとしているが、正確には、無停電電源部の電池電圧値となる）の電圧が供給される。
【００３７】
以上の動作により、超高品質電気負荷４０に対しては無停電電源部１３から電力が供給されるので、例えば、安全性を確保するために必要な電気負荷に対しては、車両の状態に拘わらず継続して電力を供給することができることから、安全性を担保することができる。また、高品質電気負荷３０への電力の供給を遮断して、超高品質電気負荷４０への電力を供給することから、二次電池１３ａの限られた電力を、重要性が高い超高品質電気負荷４０に優先的に供給することができる。
【００３８】
つぎに、図８を参照してエネルギ回生発電モードの動作について説明する。この図８では、時刻ｔ６において、オルタネータ１の発電電圧が第３設定値以上になっている（図８（Ｃ）参照）。これは、例えば、車両のブレーキが操作された場合に、オルタネータ１の発電電圧を昇圧することにより、二次電池４への充電量を上昇させ、運動エネルギを電気エネルギに変換して回収する際の電圧の上昇である。オルタネータ１の発電電圧が第３設定値以上になると（図８（Ｃ）参照）、電源品質検出部１１はこれを検出し（図８（Ｄ）参照）、電力補償制御部１４に通知する。電力補償制御部１４は電圧補償部１２を動作させる（図８（Ｆ）参照）。この結果、ポイントＡ（図２参照）の電圧は、第１設定値の電圧となる（図８（Ｇ）参照）。そして、時刻ｔ７において、回生動作が終了し、オルタネータ１の電圧が第３設定値に戻ると、電源品質検出部１１がこれを検出し、電力補償制御部１４が電圧補償部１２の動作を停止する（図８（Ｆ）参照）。この結果、ポイントＡの電圧が第３設定値に復元する（図８（Ｇ）参照）。
【００３９】
つづいて、時刻ｔ８では、オルタネータ１の発電電圧が第１設定値以下になっている（図８（Ｃ）参照）。これは、例えば、車両の加速時のようにエンジンのパワーを必要とする場合に、オルタネータ１の発電電圧を降圧（またはオルタネータ１を停止）することにより、エンジンの負荷を軽減し、燃費を向上させるためである。オルタネータ１の発電電圧が第１設定値以下になると（図８（Ｃ）参照）、電源品質検出部１１はこれを検出し（図８（Ｅ）参照）、電力補償制御部１４に通知する。電力補償制御部１４は電圧補償部１２を動作させる（図８（Ｆ）参照）。この結果、ポイントＡ（図２参照）の電圧は、第１設定値の電圧となる（図８（Ｇ）参照）。そして、時刻ｔ９において、エンジン負荷を軽減する動作が終了し、オルタネータ１の電圧が第３設定値に戻ると（図８（Ｃ）参照）、電源品質検出部１１がこれを検出し、電力補償制御部１４は電圧補償部１２の動作を停止する（図８（Ｆ）参照）。この結果、ポイントＡの電圧が第３設定値に復元する（図８（Ｇ）参照）。
【００４０】
以上の動作により、オルタネータ１の発電電圧が変化した場合には、電圧補償部１２が動作して電圧の変動を抑制するので、高品質電気負荷３０および超高品質電気負荷４０に供給する電力の電圧を一定値以上に補償することができる。これにより、これらの負荷に通常とは異なる電圧の電力が供給され、負荷に負担が生じたり、あるいは、誤動作が生じたりすることを防止できる。
【００４１】
つぎに、図９を参照して、以上に説明した実施形態の動作を実現するためのフローチャートについて説明する。図９に示すフローチャートは、例えば、車両のイグニッションキーが操作された場合に実行される。このフローチャートが開始されると、以下のステップが実行される。
【００４２】
ステップＳ１０では、電力補償制御部１４は初期設定を行う。具体的には、電圧補償部１２および無停電電源部１３の動作を停止状態にするとともに、ＳＷ１ａ〜１ｃおよびＳＷ２ａ〜２ｃをオンの状態に、ＳＷ３をオフの状態に制御する。これにより、二次電池４から各電気負荷に対して電力が供給される。
【００４３】
ステップＳ１１では、電力補償制御部１４は、電源品質検出部１１の出力を参照し、検出値が第１設定値以下か否かを判定し、第１設定値以下である場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）にはステップＳ１２に進み、それ以外の場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）にはステップＳ１３に進む。具体的には、例えば、大電流負荷であるスタータモータが回転され、二次電池系電源線路６の電圧が低下し、電源品質検出部１１によって検出された電圧が１２Ｖ以下であるときにはステップＳ１２に進み、それ以外のときにはステップＳ１３に進む。
【００４４】
ステップＳ１２では、電力補償制御部１４は、電圧補償部１２を動作させる。この結果、二次電池系電源線路６の供給電圧が第１設定値である１２Ｖ以下になった場合でも、電圧補償部１２の動作により、１２Ｖに維持される。ステップＳ１２の処理が終了するとステップＳ１１に戻って同様の処理を繰り返す。
【００４５】
ステップＳ１３では、電力補償制御部１４は、電源品質検出部１１の出力を参照し、検出値が第２設定値以下か否かを判定し、第２設定値以下である場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）にはステップＳ１４に進み、それ以外の場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）にはステップＳ１７に進む。具体的には、主電源系統に異常が発生したことに起因して、電源品質検出部１１によって検出された電圧が６Ｖ以下である場合にはステップＳ１４に進み、それ以外の場合にはステップＳ１７に進む。
【００４６】
ステップＳ１４では、電力補償制御部１４は、ＳＷ１ａ〜１ｃをオフの状態にする。これにより、高品質電気負荷３０への電力の供給が停止される。
【００４７】
ステップＳ１５では、電力補償制御部１４は、ＳＷ３をオンの状態にする。これにより、超高品質電気負荷４０と無停電電源部１３とが電気的に接続された状態となる。
【００４８】
ステップＳ１６では、電力補償制御部１４は、無停電電源部１３を動作させる。これにより、無停電電源部１３から超高品質電気負荷４０に対して電力が供給される。ステップＳ１６の処理が終了するとステップＳ１３に戻って同様の処理を繰り返す。なお、ステップＳ１５とステップＳ１６の処理は順序を逆にしてもよい。
【００４９】
ステップＳ１７では、電力補償制御部１４は、電源品質検出部１１の出力を参照し、検出値が第１設定値以下であるか、または、第３設定値以上であるか否かを判定し、第１設定値以下であるか、または、第３設定値以上である場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１８に進み、それ以外の場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）にはステップＳ１９に進む。具体的には、エネルギ回生発電に起因して、二次電池系電源線路６の電圧が第１設定値以下、または、第３設定値以上になった場合には、ステップＳ１８に進む。
【００５０】
ステップＳ１８では、電力補償制御部１４は、電圧補償部１２を動作させる。これにより、高品質電気負荷３０および超高品質電気負荷４０に対して第１設定値の電圧が供給される。ステップＳ１８の処理が終了するとステップＳ１７に戻って同様の処理を繰り返す。
【００５１】
ステップＳ１９では、電力補償制御部１４は、処理を終了するか否かを判定し、終了しない場合（ステップＳ１９：Ｎｏ）にはステップＳ１１に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）には処理を終了する。例えば、イグニッションキーが操作されてエンジンが停止された場合には処理を終了し、それ以外の場合にはステップＳ１１に戻る。
【００５２】
以上の処理によれば、前述した実施形態の動作を実現することができる。
【００５３】
（Ｄ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、図１に示す実施形態では、電圧補償部１２および無停電電源部１３のみから電力が供給されるようにしたが、例えば、図１０に示すように、高品質電気負荷３０および超高品質電気負荷４０に対して、二次電池系電源線路６からも電源供給ライン５０によって電力を供給するようにしてもよい。より詳細には、この図１０の例では、高品質電気負荷３０には二次電池系電源線路６から電源供給ライン５０によって電力が供給されるとともに、電圧補償部１２から電力が供給されている。また、超高品質電気負荷４０には二次電池系電源線路６から電源供給ライン５０によって電力が供給されるとともに、電圧補償部１２および無停電電源部１３から電力が供給されている。
【００５４】
図１１は、高品質電気負荷３０および超高品質電気負荷４０の構成例を概略的に示す図である。この図１１の例では、高品質電気負荷３０の内部にはダイオード３１，３２が配置され、配電部２から供給される電力は、ダイオード３１のアノードに供給され、電圧補償部１２から供給される電力は、ダイオード３２のアノードに供給され、ダイオード３１，３２のカソードは電気負荷に接続されている。また、超高品質電気負荷４０の内部にはダイオード４１，４２が配置され、配電部２から供給される電力は、ダイオード４１のアノードに供給され、無停電電源部１３から供給される電力は、ダイオード４２のアノードに供給され、ダイオード４１，４２のカソードは電気負荷に接続されている。このような構成によれば、電圧補償部１２および無停電電源部１３の双方が動作していない場合には、配電部２からの電力が高品質電気負荷３０および超高品質電気負荷４０に供給される。そして、二次電池４の電圧が低下すると、電圧補償部１２または無停電電源部１３が動作を開始するが、その場合には二次電池４の電圧よりも電圧補償部１２または無停電電源部１３の出力電圧の方が高くなるので、電圧補償部１２または無停電電源部１３の出力電圧が高品質電気負荷または超高品質電気負荷に供給される。このとき、ダイオード３１，４１は逆バイアス状態になるので、二次電池４からの電力の供給は停止される。
【００５５】
以上に説明したように、図１０に示す変形実施形態によれば、配線を二重化して二次電池４および電圧補償部１２または無停電電源部１３から電力を供給するようにしたので、配線の冗長化によって、例えば、断線等によって電力の供給が遮断されるリスクを低減することができる。
【００５６】
図１２は、本発明の他の変形実施形態の一例を示す図である。この例では、図２の例に対して、電圧補償部１２をバイパスするためのＳＷ４が追加されている。ここで、ＳＷ４は電力補償制御部１４によって制御され、電圧補償部１２が動作停止時（二次電池４の電圧が第１設定値を超え、第３設定値未満である場合）には、ＳＷ４がオンの状態になって、電圧補償部１２をバイパスして電気負荷に電力が供給される。このような実施形態によれば、電圧補償部１２が動作を停止している場合には、電圧補償部１２をバイパスすることにより、電圧補償部１２における電力の損失を抑制することができる。
【００５７】
なお、以上の各実施形態では、無停電電源部１３については、二次電池４の電圧が第２設定値以下になった場合にのみ動作するようにしたが、例えば、無停電電源部１３に内蔵されている二次電池１３ａの残量が所定のレベル以上である場合（例えば、ＳＯＣ（State of Charge）が５０％以上の場合）には、オルタネータ１の駆動を停止するか、または、発電量を低減し、図１３に太線で示すように、無停電電源部１３から電気負荷に対して電力を供給するとともに、例えば、減速時のエネルギ回生発電時に、無停電電源部１３の二次電池１３ａを充電するようにしてもよい。このような実施形態によれば、エンジンの負荷を軽減することで、燃費を向上させることが可能になる。
【００５８】
また、以上の各実施形態では、電源品質検出部１１によって電源の品質を検出するようにしたが、例えば、オルタネータ１の発電電圧によって電源品質を検出したり、二次電池４の状態（例えば、ＳＯＣまたはＳＯＨ（State of Health））によって検出したり、あるいは、車両情報（例えば、衝突情報）に基づいて電源品質を検出することも可能である。その場合には、電源品質検出部１１を省略することも可能である。
【００５９】
また、以上の各実施形態では、ＳＷ１ａ〜１ｃおよびＳＷ２ａ〜２ｃは、リレーまたは半導体スイッチによって構成するようにしたが、例えば、これらをヒューズによって構成することも可能である。なお、その場合には、電力補償制御部１４によるオン／オフ制御ができなくなるので、例えば、図２のＳＷ１ｃとＳＷ２ａを接続する接続線にＳＷを新たに追加し、このＳＷをオン／オフすることで、制御するようにしてもよい。より詳細には、無停電電源部１３から電力を供給する場合には、このＳＷをオフの状態にすることで、高品質電気負荷への電力の供給を遮断することができる。
【００６０】
また、以上の各実施形態では、ＳＷ１ａ〜１ｃ，ＳＷ２ａ〜２ｃ，ＳＷ３は車載電源装置１０内に内蔵するようにしたが、例えば、既存のジャンクションブロック（Ｊ／Ｂ）、ヒューズボックス、または、リレーブロック（Ｒ／Ｂ）にこれらのスイッチを内蔵するようにしてもよい。あるいは、リレーブロック等に既存のスイッチをこれらのスイッチとして流用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  オルタネータ
２  配電部
３  保護部品
４  二次電池
５  オルタネータ系電源線路
６  二次電池系電源線路
１０  車載電源装置
１１  電源品質検出部
１２  電圧補償部（電力補償手段）
１３  無停電電源部（無停電電源手段）
１３ａ  二次電池（他の二次電池）
１４  電力補償制御部
２０，２１  標準品質電気負荷（車載機器）
３０  高品質電気負荷（車載機器）
３１，３２，４１，４２  ダイオード
４０  超高品質電気負荷（車載機器）
５０  電源供給ライン
ＳＷ１ａ〜１ｃ，ＳＷ２ａ〜２ｃ，ＳＷ３，ＳＷ４  スイッチ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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