(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立した複数の電源から各電源に対応する車載用電気機器へ電気エネルギーを供給する車両用電源供給制御装置において、
一の電源から第１の所定の車載用電気機器へ第１の電気エネルギーを供給する第１の系統と、
他の電源から第２の所定の車載用電気機器へ第２の電気エネルギーを供給する第２の系統と、
前記第２の電気エネルギーを前記第１の電気エネルギーに変換して前記第１の系統に供給する変換供給手段と、
前記他の電源の電気エネルギー残存量を検出する残存エネルギー検出手段と、
前記他の電源の電気エネルギー残存量に基づいて、前記変換供給手段から前記第１の電気エネルギーを供給する車載用電気機器を限定する電源供給先限定手段と、を備えることを特徴とする車両用電源供給制御装置。
【請求項２】
前記電源供給先限定手段は、前記第１の電気エネルギーの供給先を車両走行に必要な電気機器に限定することを特徴とする請求項１記載の車両用電源供給制御装置。
【請求項３】
前記一の電源は前記他の電源より高電圧であることを特徴とする請求項１記載の車両用電源供給制御装置。
【請求項４】
前記第１の所定の車載用電気機器は電動モータであることを特徴とする請求項１記載の車両用電源供給制御装置。
【請求項５】
前記電動モータは、各車輪に設けられた電動ブレーキ装置を駆動するアクチュエータであることを特徴とする請求項４記載の車両用電源供給制御装置。
【請求項６】
前記電動モータは前輪側の電動ブレーキ装置を駆動するアクチュエータであることを特徴とする請求項５記載の車両用電源供給制御装置。
【請求項７】
前記前輪側の電動ブレーキ装置は、パーキングブレーキ装置として機能し得ることを特徴とする請求項６記載の車両用電源供給制御装置。
【請求項８】
前輪側の電動ブレーキ装置を駆動する前輪側アクチュエータへ電気エネルギーを供給する高圧電源と、
後輪側の電動ブレーキ装置を駆動する後輪側アクチュエータへ電気エネルギーを供給する低圧電源と、
前記高圧電源の故障時に、前記低圧電源の電気エネルギーを昇圧して前記前輪側アクチュエータへ供給する変換供給手段と、
を備えることを特徴とする車両用電源供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用電源供給制御装置に係り、特に、複数の電源を用いて車載用電気機器に電源を供給する車両用電源供給制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平１０−３３６９１５号公報に開示される電源供給装置が公知である。この電源供給装置は、複数のバッテリセルから構成されたバッテリと、バッテリから電気機器にバッテリ電圧を供給する主電力供給ラインと、一部のバッテリセルからバッテリ電圧よりも小さな第２の電圧を取り出して電気機器に供給する補助電力供給ラインとを備えている。第２の電圧は、各電気機器を作動させるうえで十分な値に設定されている。また、主電力供給ラインと補助電力供給ラインとは電気的に互いに独立に構成されている。従って、上記従来の電源供給装置によれば、電気機器の短絡等により主電力供給ラインの電圧が異常低下した場合にも、補助電力供給ラインから供給する電力により各電気機器を作動させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記従来の電源供給装置は、主電力供給ラインの異常に対応すべく、補助電力供給ラインから電力供給を行うものである。しかしながら、補助電力供給ラインにも主電力供給ラインと同じバッテリから電力が供給されるため、バッテリ自体が故障した場合には、補助電力供給ラインによって各電気機器に電力を供給することができなくなる。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、複数の電源を備え、一の電源が故障した場合にも各車載用電気機器に所要の電力を供給することが可能な車両用電源供給装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、互いに独立した複数の電源から各電源に対応する車載用電気機器へ電気エネルギーを供給する車両用電源供給制御装置において、
一の電源から第１の所定の車載用電気機器へ第１の電気エネルギーを供給する第１の系統と、
他の電源から第２の所定の車載用電気機器へ第２の電気エネルギーを供給する第２の系統と、
前記第２の電気エネルギーを前記第１の電気エネルギーに変換して前記第１の系統に供給する変換供給手段と、
前記他の電源の電気エネルギー残存量を検出する残存エネルギー検出手段と、
前記他の電源の電気エネルギー残存量に基づいて、前記変換供給手段から前記第１の電気エネルギーを供給する車載用電気機器を限定する電源供給先限定手段と、を備える車両用電源供給制御装置により達成される。
【０００６】
請求項１記載の発明において、変換供給手段は、第２の系統の第２の電気エネルギーを第１の電気エネルギーに変換して第１の系統に供給する。このため、第１の系統が故障しても、他の電源を用いて第１の所定機器に第１の電気エネルギーを供給することができる。
また、電源供給先限定手段は、他の電源の電気エネルギー残存量に基づいて、変換供給手段から第１の電気エネルギーを供給する車載用電気機器を限定する。従って、第１の系統の故障時に、他の電源の電気エネルギーを確保しつつ、車両性能の低下が抑制できる。
なお、車両用電気機器には、電動ブレーキ装置、液圧ブレーキ用電動ポンプ、電動ステアリング装置、エアコン用コンプレッサ、パワーウィンドウ用モータ、ワイパ用モータ、エアサスペンション用電動ポンプ、電気自動車用駆動モータ、自動変速装置、灯火、パワーステアリング用液圧ポンプ、各種の電動オイルポンプ、カーオーディオ、熱線ヒータ、電動シート用モータ等が含まれる。
【０００７】
なお、請求項１記載の車両用電源供給制御装置において、前記電源供給先限定手段は、前記第１の電気エネルギーの供給先を車両走行に必要な電気機器に限定することとしてもよい。この場合、第１の系統の故障時に、他の電源の電気エネルギーを確保しつつ、車両走行が可能な状態を維持できる。
また、好ましくは、車両走行に必要な車載用電気機器は、ブレーキ装置、電動ステアリング装置、エンジン、オートマチックトランスミッション装置、及び灯火のうち少なくとも一つを含む。
また、好ましくは、前記電源供給先限定手段は、更に、車両の走行状態に基づいて前記第１の電気エネルギーの供給先を限定する。
更に、好ましくは、前記電源供給先限定手段は、車両の走行状態に基づいて前記第１の電気エネルギーの供給量を制御することとしてもよい。
【００１０】
また、請求項３に記載する如く、前記一の電源は前記他の電源より高電圧であることとしてもよい。
【００１１】
また、請求項４に記載する如く、前記第１の所定の車載用電気機器は電動モータであることとしてもよい。
この場合、請求項５に記載する如く、前記電動モータは、各車輪に設けられた電動ブレーキ装置を駆動するアクチュエータであることとしてもよい。
また、請求項６に記載する如く、前記電動モータは前輪側の電動ブレーキ装置を駆動するアクチュエータであることとしてもよい。
【００１２】
この場合、請求項７に記載する如く、前記前輪側の電動ブレーキ装置は、パーキングブレーキ装置として機能し得ることとしてもよい。
また、上記の目的は、請求項８に記載する如く、前輪側の電動ブレーキ装置を駆動する前輪側アクチュエータへ電気エネルギーを供給する高圧電源と、
後輪側の電動ブレーキ装置を駆動する後輪側アクチュエータへ電気エネルギーを供給する低圧電源と、
前記高圧電源の故障時に、前記低圧電源の電気エネルギーを昇圧して前記前輪側アクチュエータへ供給する変換供給手段と、
を備える車両用電源供給制御装置により達成される。
請求項８記載の発明において、前輪側の電動ブレーキ装置を駆動する前輪側アクチュエータは、通常時は高圧電源から電気エネルギーの供給を受ける一方、高圧電源の故障時は、後輪側の電動ブレーキ装置を駆動する後輪側アクチュエータへ電気エネルギーを供給する低圧電源から変換供給手段を介して昇圧した電気エネルギーの供給を受ける。従って、高圧電源の故障時にも、後輪側アクチュエータへの低電圧供給により後輪に制動力を発生させることができると共に、前輪側アクチュエータに高電圧を供給することにより前輪に制動力を発生させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例である車両用電源供給制御装置のシステム構成図である。図１に示す如く、本実施例の電源供給制御装置は、電動ブレーキ装置１００、電動ステアリング用モータ１５０、エンジン１５２、自動変速装置１５４、保安用灯火１５６、エアコン・コンプレッサ用モータ１５８、パワーウインドウ用モータ１６０、ワイパ用モータ１６２、及びアクセサリ装置１６４（カーラジオ、室内燈等）等の車載用電気機器への電源供給を行う。
【００１７】
本実施例の電源供給制御装置は、電源ＥＣＵ１０を備えている。電源ＥＣＵ１０は電源供給制御装置の動作を制御する。電源供給制御装置は、また、第１バッテリ１２及び第２バッテリ１４を備えている。第１バッテリ１２は規格電圧が高電圧ＶH （例えば３６ボルト）である高圧バッテリであり、また、第２バッテリ１４は規格電圧が低電圧ＶL （例えば１２ボルト）である標準的な車載用バッテリである。第１バッテリ１２及び第２バッテリ１４の正極端子は、それぞれ、第１電源ライン１６及び第２電源ライン１８に接続されている。
【００１８】
第１電源ライン１６と接地ラインとの間には、オルタネータ２０及び電圧センサ２２が並列に接続されている。同様に、第２電源ライン１８と接地ラインとの間には、オルタネータ２６及び電圧センサ２８が並列に接続されている。また、第１電源ライン１６及び第２電源ライン１８には、それぞれ、電流センサ２４，３０が設けられている。オルタネータ２０，２６は、それぞれ、エンジンの回転を動力源として発電した電力により第１バッテリ１２及び第２バッテリ１４を充電する。また、電圧センサ２２，２８は、それぞれ、第１電源ライン１６及び第２電源ライン１８の電圧に応じた信号を電源ＥＣＵ１０に向けて出力する。更に、電流センサ２４，３０は、それぞれ、第１電源ライン１６及び第２電源ライン１８を流れる電流に応じた信号を電源ＥＣＵ１０に向けて出力する。電源ＥＣＵ１１０は、電圧センサ２２，２８及び電流センサ２４，３０の出力信号に基づいて、各電源ラインの電圧及び電流を検出する。
【００１９】
第２電源ライン１８には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は第２電源ライン１８の電圧（つまり低電圧ＶL ）を第１電源ライン１６と同じ高電圧ＶH に昇圧して第３電源ライン３２へ出力する。
第１電源ライン１６及び第３電源ライン３２は、電源切替リレー３４に接続されている。電源切替リレー３４には、また、主電源ライン３６が接続されている。電源切替リレー３４は、常態では主電源ライン３６を第１電源ライン１６に接続し、電源ＥＣＵ１０からオン信号が供給された場合に主電源ライン３６を第３電源ライン３２に接続する。
【００２０】
上記した車載用電気機器のうち、電動ブレーキ装置１００、電動ステアリング用モータ１５０、エンジン１５２、自動変速装置１５４は、主電源ライン３６に直接接続されている。電動ブレーキ装置１００は、更に、第２電源ライン１８にも接続されている。また、エアコン・コンプレッサ用モータ１５８、パワーウインドウ用モータ１６０、及びワイパ用モータ１６２は、それぞれ、電源電源リレー３８，４０，４２を介して主電源ライン３６に接続されている。電源リレー３８，４０，４２は、常態では導通状態に維持され、電源ＥＣＵ１０からオン信号が供給されることにより遮断状態となる開閉リレーである。また、アクセサリ装置１６４は第２電源ライン１８に接続されている。
【００２１】
図２は、電動ブレーキ装置１００の構成図である。電動ブレーキ装置１００はブレーキＥＣＵ１０２により制御される。図２に示す如く、電動ブレーキ装置１００は、左右前輪ＦＬ，ＦＲにそれぞれ設けられたディスクブレーキ装置１０４、及び、左右後輪ＲＬ，ＲＲにそれぞれ設けられたドラムブレーキ装置１０６を備えている。
【００２２】
ディスクブレーキ装置１０４は、ブレーキモータ１０８、及び、車輪と共に回転するディスクロータ１１０を備えており、ブレーキモータ１０８をアクチュエータとして減速機構（図示せず）を介してパッド（図示せず）をディスクロータ１１０に押圧することにより制動力を発生させる。また、ドラムブレーキ装置１０６は、ブレーキモータ１１２、車輪と共に回転するドラム１１４、及びドラム１１４の内側に設けられたブレーキシュー１１６を備えており、ブレーキモータ１１２をアクチュエータとしてブレーキシュー１１６をドラム１１４の内周面に押圧することにより制動力を発生させる。
【００２３】
なお、ドラムブレーキ装置１０６においては、セルフサーボ効果によりモータトルクに対して大きな制動力を発生できるのに対して、ディスクブレーキ装置１０４ではセルフサーボ効果は得られない。そこで、本実施例では、ドラムブレーキ装置１０６のブレーキモータ１１２については、規格電圧が低電圧ＶL であるＤＣモータを用い、一方、ディスクブレーキ装置１０４のブレーキモータ１０８については、大きなトルクを得るべく規格電圧が高電圧ＶH であるＤＣモータを用いることとしている。なお、モータの低コスト化を図るうえではブラシ式モータを用いることが有利であるが、電源電圧が高くなるとブラシの損耗が大きくなるためブラシ式モータを用いることは困難である。そこで、ブレーキモータ１０８としてはＤＣブラシレスモータを用い、ブレーキモータ１１２としては低コスト化を図るべくブラシ式ＤＣモータを用いることとしている。
【００２４】
また、上述の如く、ブレーキモータ１０８とパッドとの間に減速機構が設けられていることで、パッドをディスクロータ１１０に押圧することにより制動力を発生させた後、ブレーキモータ１０８への駆動電流の供給を遮断しても、ブレーキモータ１０８の保持トルクにより十分な制動力を保持することが可能である。このため、後述するように、ディスクブレーキ装置１０４をパーキングブレーキ装置として機能させることができる。
【００２５】
ブレーキモータ１０８は第１ドライバ１１８に接続されている。第１ドライバ１１８は、その近傍に設けられた電源切替リレー１３０に接続されている。電源切替リレー１３０には、また、主電源ライン３６及び補助電源ライン１３２が接続されている。電源切替リレー１３０は、常態では、第１ドライバ１１８を主電源ライン３６に接続し、ブレーキＥＣＵ１０２からオン信号が供給された場合に、第１ドライバ１１８を補助電源ライン１３２に接続する。補助電源ライン１３２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３４を介して第２電源ライン１８に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１３４は、第２電源ライン１８の低電圧ＶL を高電圧ＶH に昇圧して補助電源ライン１３２へ供給する。第１ドライバ１１８は、主電源ライン３６又は補助電源ライン１３２の高電圧ＶH を電源電圧として、ブレーキＥＣＵ１０２から供給される制御信号に応じてブレーキモータ１０８を駆動する。
【００２６】
また、ブレーキモータ１１２は第２ドライバ１２０に接続されている。第２ドライバ１２０は第２電源ライン１８に接続されており、低電圧ＶL を電源電圧として、ブレーキＥＣＵ１０２から供給される制御信号に応じてブレーキモータ１１２を駆動する。
ブレーキＥＣＵ１０２は主電源ライン３６及び補助電源ライン１３２に接続されており、高電圧ＶH を電源電圧として作動する。ブレーキＥＣＵ１０２には、ペダルストロークセンサ１２２及びパーキングブレーキスイッチ１２４が接続されている。
【００２７】
ペダルストロークセンサ１２２は、ブレーキペダル１２６の近傍に設けられている。ブレーキペダル１２６にはストロークシミュレータ１２８が連結されている。ストロークシミュレータ１２８は、ブレーキペダル１２６に付与される踏力に応じたペダルストロークを発生させる。ペダルストロークセンサ１２２は、ブレーキペダル１２６のストローク量に応じた信号をブレーキＥＣＵ１０２に向けて出力する。ブレーキＥＣＵ１０２は、ペダルストロークセンサ１２２の出力信号に基づいてブレーキ操作量を検出し、ブレーキ操作量に応じた制動力を発生させるべく第１ドライバ１１８及び第２ドライバ１２０に制御信号を供給する。
【００２８】
電動ブレーキ装置１００において、ブレーキＥＣＵ１０２は第１ドライバ１１８への供給電圧を監視しており、その値が所定値以下に低下すると、電源切替リレー１３０にオン信号を供給することにより第１ドライバ１１８を補助電源ライン１３２に接続する。この場合、電源切替リレー１３０が第１ドライバ１１８の近傍に設けられていることで、主電源ライン３６の失陥時に、確実に補助電源ライン１３２から第１ドライバ１１８へ高電圧ＶH を供給することが可能とされている。また、上記の如く、ブレーキＥＣＵ１０２は、主電源ライン３６及び補助電源ライン１３２に接続され、これらの双方から高電圧ＶH が供給される。従って、上記の構成によれば、例えば主電源ライン３６の失陥により第１ドライバ１１８への供給電圧が低下した場合にも、補助電源ライン１３２の高電圧ＶH を電源電圧として、ディスクブレーキ装置１０４により確実に制動力を発生させることができる。
【００２９】
パーキングブレーキスイッチ１２４は、パーキングブレーキ操作レバー１３０の近傍に設けられており、パーキングブレーキ操作レバー１３０が操作された場合にオン信号をブレーキＥＣＵ１０２に向けて出力する。ブレーキＥＣＵ１０２は、パーキングブレーキスイッチ１２４からオン信号が出力されると、ディスクブレーキ装置１０４のブレーキモータ１０８を所定量だけ駆動することにより車両の停止状態を保持するのに必要な制動力を発生させる。上述の如く、ディスクブレーキ装置１０４は、ブレーキモータ１０８への通電が停止された後も制動力を保持し得るように構成されている。従って、イグニッションスイッチがオフされた状態でも制動力が保持されることで、ディスクブレーキ装置１０４によりパーキングブレーキ装置としての機能が実現される。
【００３０】
なお、手動式パーキングブレーキの場合には、ワイヤを前輪まで配索することが困難であることから、パーキングブレーキは後輪に設けられる。しかし、パーキングブレーキが後輪に設けられると、車両走行中にパーキングブレーキ操作が行われた場合に、車両の走行安定性が低下する可能性がある。これに対して、本実施例では、前輪のディスクブレーキ装置が１０４がパーキングブレーキ装置として機能することで、車両走行中にパーキングブレーキ操作が行われても良好な走行安定性を維持することができる。
【００３１】
また、電動ブレーキ装置１００においては、ブレーキモータ１０８，１１２を保護するために各モータへの連続通電量を制限することが必要である。本実施例では、上述の如く、前輪側のディスクブレーキ装置１０４がパーキングブレーキ装置として機能し得るように構成されている。このため、例えば、停車状態でブレーキペダル１２６が踏み続けられた場合に、各ブレーキモータへの電流供給を停止し又は電流値を減少させることによりブレーキモータ１０８，１１２の保護を図りつつ、制動力を確保することが可能である。
【００３２】
ところで、第１バッテリ１２及び第２バッテリ１４の寿命の向上を図るうえでは、一方のバッテリが過度に消耗しないように、各バッテリの電気エネルギーをなるべく均等に用いることが有効である。そこで、本実施例では、第１バッテリ１２及び第２バッテリ１４に残存している電気エネルギー量（以下、残存容量と称す）を検出し、各バッテリの残存容量の比率に応じて、残存容量が大きいバッテリからの電力が主電源ライン３６に供給されるように電源切替リレー３４を切り替える。
【００３３】
すなわち、電源ＥＣＵ１０は、第１バッテリ１２の残存容量Ｃ1 と第２バッテリ１４の残量容量Ｃ2 とを比較し、残存容量Ｃ1 の残存容量Ｃ2 に対する比率が所定の比率Ｒ0 より大きい場合には、第１電源ライン１６と主電源ライン３６とを接続させることで、第１バッテリ１２からの電力を主電源ライン３６に供給する。また、残存容量Ｃ1 の残存容量Ｃ2 に対する比率が所定の比率Ｒ0 以下の場合は、第３電源ライン３２と主電源ライン３６とを接続させることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０により高電圧ＶH に昇圧された第２バッテリ１４からの電力を主電源ライン３６に供給する。
【００３４】
なお、バッテリの残存容量が小さくなると、それに応じて、電流消費に伴うバッテリの電圧降下幅は大きくなる。そこで、本実施例では、第１電源ライン１６の電流値及び電圧値に基づいて第１バッテリ１２の残存容量Ｃ1 を検出すると共に、第２電源ライン１８の電流値及び電圧値に基づいて第２バッテリ１４の残存容量Ｃ2 を検出することとしている。ただし、第１バッテリ１２及び第２バッテリ１４にそれぞれバッテリ液の比重を検出する比重センサを設け、バッテリ液の比重に基づいて残存容量を検出することとしてもよい。
【００３５】
第１バッテリ１２又は第２バッテリ１４が故障すると、故障したバッテリの残存容量は所定値以下に低下する。本実施例では、かかる場合に、残留容量が大きい方  （つまり、故障していない方）のバッテリから主電源ライン３６へ高電圧ＶH を確実に供給することができる。また、第１バッテリ１２及び第２のバッテリ１４が共に正常である場合には、残存容量が大きいバッテリから電力供給が行われることにより、第１バッテリ１２及び第２バッテリ１４の一方が過度に消耗するのを防止することができる。
【００３６】
また、上述の如く、電動ブレーキ装置１００において、ブレーキＥＣＵ１０２は主電源ライン３６の高電圧ＶH を電源電圧として作動する。従って、第１バッテリ１２の故障時にも、主電源ライン３６に高電圧ＶH が供給されることにより、ブレーキＥＣＵ１０２を確実に作動させることできる。
更に、電動ブレーキ装置１００において、前輪に設けられたディスクブレーキ装置１０４は主電源ライン３６又は補助電源ライン１３２の高電圧ＶH を電源電圧として作動し、後輪に設けられたドラムブレーキ装置１０６は第２電源ライン１８の低電圧ＶL を電源電圧として作動する。従って、第１バッテリ１２の故障時にも主電源ライン３６に高電圧ＶH が供給されることで、ディスクブレーキ装置１０４により前輪に制動力を発生することができると共に、後輪については第２電源ライン１８の低電圧ＶL を電源電圧としてドラムブレーキ装置１０６により制動力を発生することができる。
【００３７】
また、第２バッテリ１４の故障時には、第１バッテリ１２が正常である限り主電源ライン３６に高電圧ＶH が供給されるので、前輪側のディスクブレーキ装置１０４は作動可能である。一般に、車両においては前輪側への荷重配分が大きいことから、前輪側では後輪側よりも大きな制動力を発生させることができる。従って、第２バッテリ１４の故障時には、ディスクブレーキ装置１０４により前輪側に制動力を発生させることで車両に必要な制動力を確保することができる。
【００３８】
このように、本実施例によれば、第１バッテリ１２又は第２バッテリ１４の何れか一方が故障した場合にも、電動ブレーキ装置１０により所要の制動力を確保することができる。
同様に、電動ステアリング用モータ１５０、自動変速装置１５４、保安用灯火１５６、エアコン・コンプレッサ用モータ１５８、パワーウインドウ用モータ１６０、及びワイパ用モータ１６２についても、第１バッテリ１２が故障した場合に主電源ライン３６に高電圧ＶH が供給されることにより、これらの電気機器に電力を供給することができる。
【００３９】
更に、上記の如く、第１バッテリ１２の故障時にもディスクブレーキ装置１０４により制動力を発生させることができるので、ディスクブレーキ装置１０４が実現するパーキングブレーキ装置としての機能も、第１バッテリ１２の故障の有無にかかわらず確保される。この意味で、本実施例では、電動式パーキングブレーキ装置についてもバッテリ故障に対する高いフェールセーフ性が実現されていることになる。
【００４０】
ところで、第１バッテリ１２の故障時に全ての電気機器への電源供給が第２バッテリ１４により行われると、第２バッテリ１４の容量が不足する可能性がある。一方、高電圧ＶH を電源電圧として作動する電気機器のうち、電動ブレーキ装置１００、電動ステアリング用モータ１５０、エンジン１５２、自動変速装置１５４、及び保安用灯火１５６は車両を走行させるうえで必要不可欠であるのに対して、エアコン・コンプレッサ用モータ１５８、パワーウインドウ用モータ１６０、及びワイパ用モータ１６２は電源供給をしなくても走行に支障がない。そこで、本実施例では、第１バッテリ１２が故障した状況下で、第２バッテリ１４の残存容量Ｃ2 が所定値Ｃ０を下回った場合、つまり、第２バッテリ１４のみで全ての電気機器への電源供給を行うには残存容量Ｃ2 が十分でない場合には、電源リレー３８〜４２をオン（遮断）状態として主電源ライン３６からモータ１５８〜１６２への電源供給を遮断することとしている。
【００４１】
以下、図３を参照して、本実施例において電源ＥＣＵ１０が実行する具体的な処理の内容について説明する。図３は、電源ＥＣＵ１０が実行するルーチンのフローチャートである。図３に示すルーチンは所定の時間間隔で繰り返し起動される。図３に示すルーチンが起動されると、先ずステップ２００の処理が実行される。
【００４２】
ステップ２００では、第１電源ライン１６の電圧値及び電流値に基づいて第１バッテリ１２の残存容量Ｃ1 が検出されると共に、第２電源ライン１８の電圧値及び電流値に基づいて第２バッテリ１４の残存容量Ｃ2 が検出される。
ステップ２０２では、残存容量Ｃ1 の残存容量Ｃ2 に対する比率Ｃ1 ／Ｃ2 が、所定の比率Ｒ0 よりも大きいか否かが判別される。その結果、Ｃ1 ／Ｃ2 ＞Ｒ0 が成立する場合は、次にステップ２０４の処理が実行される。一方、ステップ２０２においてＣ1 ／Ｃ2 ＞Ｒ0 が不成立であれば、次にステップ２０６の処理が実行される。
【００４３】
ステップ２０４では、電源切替リレー３４をオフ状態とすることにより第１電源ライン１６と主電源ライン３６とを接続する処理が実行される。ステップ２０２の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
ステップ２０６では、電源切替リレー３４をオン状態とすることにより第３電源ライン１８と主電源ライン３６とを接続する処理が実行される。
【００４４】
ステップ２０６に続くステップ２０８では、第１バッテリ１２が故障しているか否かが判別される。具体的には、例えば、第１バッテリ１２の残存容量Ｃ1 、又は、第１電源ライン１６の電圧がそれぞれ所定の故障判定値を下回っている場合に、第１バッテリ１２が故障していると判断される。ステップ２０８において、第１バッテリ１２が故障していなければ、以後の処理は進められることなく今回のルーチンは終了される。一方、ステップ２０８において第１バッテリ１２が故障している場合には、次にステップ２１０の処理が実行される。
【００４５】
ステップ２１０では、第２バッテリ１４の残存容量Ｃ2 が所定値Ｃ０未満であるか否かが判別される。その結果、Ｃ2 ＜Ｃ０が不成立であれば今回のルーチンは終了される。一方、ステップ２１０においてＣ2 ＜Ｃ０が成立する場合は、次にステップ２１２の処理が実行される。
ステップ２１２では、電源リレー３８，４０，４２をオン（遮断）状態とする処理が実行される。かかる処理により、車両走行に不可欠でないエアコン・コンプレッサ用モータ１５８、パワーウインドウ用モータ１６０，及びワイパ用モータ１６２への電源供給が遮断される。ステップ２１２の処理が終了すると今回のルーチンは終了される。
【００４６】
上述の如く、本実施例では、第１バッテリ１２が故障した場合にも、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０により昇圧された第２バッテリ１４の電力が主電源ライン３６に供給されることで、高電圧ＶH を電源電圧として作動する電気機器に電源供給を行うことができる。また、第１バッテリ１２が故障した状況下で第２バッテリ１４の残存容量Ｃ2 が所定値を下回った場合に、車両走行に必要な電気機器（つまり、電動ブレーキ装置１００、電動ステアリング用モータ１５０、エンジン１５２、自動変速装置１５４、保安用灯火１５６）に限定して主電源ライン３６より電力を供給することで、第２バッテリ１４の過放電を防止しつつ、車両の走行が可能な状態を確実に維持することができる。
【００４７】
なお、保安用灯火１５６のうち、ターンシグナルランプ及びストップランプ以外のランプ（ヘッドランプ等）は、夜間又はトンネル内走行時にのみ必要とされるものである。従って、例えば車外の照度が所定値以上である状況下で第１バッテリ１２が故障し、かつ、第２バッテリ１４の残存容量Ｃ2 が所定値Ｃ０を下回った場合には、ターンシグナルランプ及びストップランプ以外のランプへの電源供給を遮断することとしてもよい。また、電動ステアリング装置は操舵時にのみ必要となる装置である。従って、第１バッテリ１２が故障した場合、直進走行時には、電動ステアリング用モータ１５０への電源供給を遮断することとしてもよい。
【００４８】
更に、車両の低速走行時には高速走行時に比べて必要とされる制動力は小さいと考えられる。このため、第１バッテリ１２が故障した場合、低速走行時には、主電源ライン３６から電動ブレーキ装置１００への電流供給量を所定値以下に制限することとしてもよい。
このように、第１バッテリ１２の故障時における主電源ライン３６からの電源供給先及び各機器への電力供給量を、車両の走行状況に応じて変更することで、第２バッテリ１４の消耗をより効果的に低減しつつ、車両の性能低下を抑制することができる。
【００４９】
なお、上記実施例においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を常時作動させ、第１バッテリ１２及び第２バッテリ１４が共に正常である場合にも各バッテリの残存容量に応じてＤＣ−ＤＣコンバータ３０により昇圧された電力を主電源ライン３６に供給するものとした。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を外部からの制御信号に応じてオン・オフし得る構成とし、第１バッテリ１２が故障し、又は、故障が予測されると判断される場合（例えば、第１バッテリ１２の残存容量Ｃ1 が所定値を下回った場合）にのみＤＣ−ＤＣコンバータ３０を作動させることとしてもよい。
【００５０】
次に、本発明の第２実施例について説明する。本実施例のシステムは、上記図１に示す構成において、電動ブレーキ装置１００に代えて電動ブレーキ装置３００を用いると共に、電源ＥＣＵ１０に図３に示すルーチンを実行させることにより実現される。
図４は、電動ブレーキ装置３００の構成図である。なお、図４において、上記図２と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図４に示す如く、電動ブレーキ装置３００においては、左右後輪にも前輪側のディスクブレーキ装置１０４と同様の構成を有するディスクブレーキ装置３０２が設けられている。ディスクブレーキ装置３０２が備えるブレーキモータ１０８は第２ドライバ３０４に接続されている。第２ドライバ３０４は、その近傍に設けられた電源切替リレー３０６に接続されている。電源切替リレー３０６は、また、主電源ライン３６及び補助電源ライン１３２に接続されている。電源切替リレー３０６は、常態では第２ドライバ３０４を主電源ライン３６に接続し、ブレーキＥＣＵ１０２からオン信号を供給されると、第２ドライバ３０４を補助電源ライン１３２に接続する。第２ドライバ３０４は、主電源ライン３６又は補助電源ライン１３２の高電圧ＶH を電源電圧として、ブレーキＥＣＵ１０２から供給される制御信号に応じてブレーキモータ１０８を駆動する。
【００５２】
電動ブレーキ装置３００においても、上記電動ブレーキ装置１００と同様に、ブレーキＥＣＵ１０２は第１ドライバ１１８又は第２ドライバ３０４への供給電圧の低下を検出すると、電源切替リレー１３０、３０６にオン信号を供給することにより、第１ドライバ１３０及び第２ドライバ３０４を補助電源ライン１３２に接続する。このため、主電源ライン３６の失陥により第１ドライバ１１８又は第２ドライバ３０４への供給電圧が低下した場合にも、ディスクブレーキ１０４、３０２により全輪に制動力を発生させることができる。
【００５３】
なお、上記第１実施例で述べたように、前輪側で制動力を発生できれば車両に必要な制動力を確保することが可能である。従って、第１バッテリ１２の故障時に第２バッテリ１４の消耗を抑制する観点から、第２ドライバ３０４を主電源ライン３６ではなく、第１電源ライン１６に直接接続することとしてもよい。あるいは、主電源ライン３６から第２ドライバ３０４へ至るラインにリレーを設け、第２バッテリ１４の充電容量が所定値を下回る場合には、このリレーにより第２ドライバ３０４への電源供給を遮断することとしてもよい。
【００５４】
ところで、上記第１及び第２実施例では、第１バッテリ１２の故障に対応すべく第２バッテリ１４の低電圧ＶL を高電圧ＶH に昇圧して主電源ライン３６に供給するものとしたが、これに限らず、第１バッテリ１２の高電圧ＶH を低電圧ＶL に降圧して第２電源ライン１８に供給する手段を更に設けることとしてもよい。この場合、第２バッテリ１４の故障時にも第２電源ライン１８に低電圧ＶL を確保できるので、車両走行に必要な電気機器への電源供給を第２電源ライン１８から行うことが可能となる。
【００５５】
次に、本発明の第３実施例について説明する。図５は、本実施例の車両用電源供給制御装置のシステム構成図である。なお、図５において、図１と同様の構成部分には同一の符号を付してその説明を省略する。また、図５において、電動ブレーキ装置、エンジン１５２、電動ステアリングモータ１５０以外の主電源ライン３６に接続される電気機器、及び、各電圧・電流センサについては図示を省略している。
【００５６】
図５に示す如く、本実施例では、上記第１実施例のオルタネータ２０及び２６に代えて、単一のオルタネータ４００が、第１バッテリ１２と並列に設けられている。第１バッテリ１２の正極端子は主電源ライン３６に直接接続されている。第１バッテリ１２の正極端子と第２バッテリ１４の正極端子との間には、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０２が接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ４０２はオルタネータ４００が発する高電圧ＶH を低電圧ＶL に降圧して第２バッテリ１４へ供給する。かかる構成によれば、高圧用のオルタネータ４００により第２バッテリ１４の充電を行うことができる。なお、高圧用のオルタネータ４００に代えて低圧用のオルタネータを第２バッテリ１４と並列に設け、低圧用オルタネータが発する低電圧ＶL を昇圧用のＤＣ−ＤＣコンバータにより高電圧ＶH に昇圧して第１バッテリ１２を充電することとしてもよい。
【００５７】
本実施例において、第３電源ライン３２及び主電源ライン３６には、電源切替リレー４０４，４０６，４０８が接続されている。電源切替リレー４０４，４０６，４０８は、それぞれ、電動ブレーキ装置４１０、エンジン１５２、電動ステアリング用モータ１５０の近傍に設けられており、常態では電動ブレーキ装４１０、エンジン１５２、電動ステアリング用モータ１５０をそれぞれ主電源ライン３６に接続し、電源ＥＣＵ１０からオン信号が供給された場合に、これらの機器を第３電源ライン３２に接続する。なお、電動ブレーキ装置４１０は、上記図４に示す電動ブレーキ装置３００において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３４、補助電源ライン１３２、及び電源切替リレー１３０，３０６を省略し、主電源ライン３６を第１ドライバ１１８及び第２ドライバ３０４に直接接続した構成を有している。また、電動ブレーキ装置４１０、エンジン１５２、電動ステアリング用モータ１５０以外の電気機器については、主電源ライン３６に直接接続してもよく、あるいは、電動ブレーキ装置４１０等と同様に、電源切替リレーを介して主電源ライン３６及び第３電源ライン３２に接続してもよい。
【００５８】
本実施例において、電源ＥＣＵ１０は、第１バッテリ１２の故障又は主電源ライン３６の電圧低下が検出された場合に、電源切替リレー４０４，４０６，４０８にオン信号を供給することにより、電動ブレーキ装置４１０、エンジン１５２、電動ステアリング用モータ１５０を第３電源ライン３２に接続する。従って、本実施例によれば、第１バッテリ１２又は主電源ライン３６の失陥時にも、これらの電気機器に第３電源ライン３２の高電圧ＶH を供給することができる。また、本実施例では、電源切替リレー４０４，４０６，４０８がそれぞれ電動ブレーキ装置４１０エンジン１５２、電動ステアリング用モータ１５０の近傍に設けられているため、各電気機器に近い部位で主電源ライン３６に断線等の失陥が生じた場合にも、これらの電気機器に高電圧ＶH を確実に供給することができる。
【００５９】
なお、上記各実施例においては、第１バッテリ１２が特許請求の範囲に記載した「一の電源」に、第２バッテリ１４が特許請求の範囲に記載した「他の電源」に、第１バッテリ１２、第１電源ライン１６、及び主電源ライン３６が特許請求の範囲に記載した「第１の系統」に、第２バッテリ１４及び第２電源ライン１８が特許請求の範囲に記載した「第２の系統」に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が特許請求の範囲に記載した「変換供給手段」に、それぞれ相当している。また、電源ＥＣＵ１０が図３に示すルーチンのステップ２００の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「残存エネルギー検出手段」が、ステップ２０２，２０４，２０６の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「電源選択手段」が、ステップ２１０及び２１２の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「電源供給先限定手段」が、それぞれ実現されている。
【００６０】
ところで、上記各実施例では、電動ブレーキ装置１００，３００，４１０により制動力を発生させるものとしたが、電動ブレーキ装置１００，３００，４１０に代えて液圧ブレーキ装置を設けた場合にも上記実施例と同様の効果を得ることができる。すなわち、液圧ブレーキ装置が有する電動液圧ポンプに対して主電力ライン３６から電力供給を行うことにより、第１バッテリ１２の故障時にも確実に制動力を発生させることができるのである。
【００６１】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、一の電源系統が故障した場合にも各車載用電気機器へ所要の電気エネルギーを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である車両用電源供給制御装置のシステム構成図である。
【図２】本実施例のシステムが備える電動ブレーキ装置の構成図である。
【図３】本実施例において電源ＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施例のシステムが備える電動ブレーキ装置の構成図である。
【図５】本発明の第３実施例である車両用電源供給制御装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
１２  第１バッテリ
１４  第２バッテリ
３０  ＤＣ−ＤＣコンバータ
３４  電源切替リレー
１００，３００，４０６  電動ブレーキ装置
１０４，３０２  ディスクブレーキ装置
１０８  ブレーキモータ
１５０  電動ステアリング用モータ
１５２  エンジン
１５４  自動変速装置
１５６  保安用灯火
１５８  エアコン・コンプレッサ用モータ
１６０  パワーウインドウ用モータ
１６２  ワイパ用モータ
１６４  アクセサリ装置
【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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